Самоторможение в передаче винт-гайка

В этом случае под действием силы F_a гайка не может поворачиваться (из-за трения) относительно неподвижного винта. Условие самоторможения

. (3)

По условию (3) проверяют, например, винтовые домкраты (см. рис. 2). Груз не должен опускаться, пока к рукоятке не приложена сила Резьбы многозаходные для передачи движения (специальные) имеют угол подъема винтовой линии резьбы = 8⁰-16⁰, угол трения = 2⁰-6⁰ (для стального винта и бронзовой гайки) и = 4⁰-8⁰ (для стального винта и чу­гунной гайки).

Формула (3) определяет условие самоторможения, а именно для са­моторможения передачи винт-гайка необходимо, чтобы угол подъема вин­товой линии резьбы () был меньше приведенного угла трения .

Определение угла :

— угол трения; (4)

- приведенный угол трения. (5)

Передаточное число передачи винт-гайка условно можно записать

, (6)

где — длина окружности маховичка, с помощью которого осуществ­ляется вращение винта (рис. 10); S — ход винта.

При малом ходе винта и большом диаметре маховика можно получить большое передаточное отношение .

Рис. 10. Кинематическая схема передачи винт-гайка

Расчет передачи винт-гайка на прочность

Как показывает опыт, неудовлетворительная работа винтовых передач чаще всего вызывается износом резьбы. Поэтому основным расчетом всех винтовых передач является расчет на износ, в результате которого определяют диаметр винта и высоту гайки. Проверяя среднее давление р в резьбе, полагают, что все витки резьбы нагружены равномерно.

Рис. 11.

Тогда (рис. 11)

(7)

где F_a — внешняя осевая сила; А — площадь рабочей поверхности витка; d ₂ - средний диаметр резьбы; Н ₁ — рабочая высота профиля резьбы; - число витков в гайке высотой Н: (здесь р — шаг резьбы); - допускаемое давление (выбирается по табл. 1).

Таблица 1.Допускаемое давление в резьбе для пары винт-гайка

Материал винтовой пары	, МПа
Закаленная сталь—бронза	10-12
Незакаленная сталь—бронза	8-10
Закаленная сталь—антифрикционный чугун АЧВ-1, АЧК-1	7-9
Незакаленная сталь—антифрикционный чугун АЧВ-2, АЧК-2	6-7
Незакаленная сталь—чугун СЧ20, СЧ25

Примечание. При редкой работе, а также для гаек малой высоты значение может быть повышено на 20%.

Для проектного расчета полученную формулу целесообразно преобразовать, заменив на обозначив — коэффициент высоты гайки, — коэффициент высоты резьбы.

Тогда

(8)

Принимают для трапецеидальной и для упорной резьбы; в зависимости от конструктивных соображений (большие значения для резьб меньших диаметров). Полученное значение d ₂согласуется со стандартом.

После расчета резьбы сильно нагруженные винты, например винты домкратов, проверяют на прочность, принимая , и на устойчивость.