Определение размеров резьбы по условию износостойкости

Расчет диаметра винта и выбор резьбы осуществляется из условия износостойкости, т.к. в винтовых механизмах основной причиной выхода их из строя является износ резьбы гайки. Чтобы ограничить износ, контактное напряжение в витках резьбы не должно превышать предельно допустимого давления . Иногда это условие износостойкости называют условием невыдавливания смазки:

.

Экспериментальным путем установлено, что для сочетания материалов закаленная сталь – бронза = 10…15 МПа, для пары незакаленная сталь – бронза = 8…10 МПа, для пары незакаленная сталь – чугун = 4…6 МПа, для пары сталь – сталь = 6 МПа. Чем выше антифрикционные свойства материала гайки, тем выше значение можно принимать. Для механизмов точных перемещений значения принимают в 2-3 раза меньше, чем для механизмов общего назначения. При редкой работе винтового механизма может быть повышено на 20%.

Для подбора резьбы определяется средний диаметррезьбы по критерию износостойкости:

,

где – осевое усилие, действующее на винт;

– коэффициент рабочей высоты профиля резьбы: = 0,5 – для трапецеидальной резьбы, = 0,75 – для упорной резьбы, = 0,54 – для метрической резьбы;

d ₂ – средний диаметр резьбы;

– коэффициент высоты гайки (, где – предварительная высота гайки, точнее длина ее нарезанной части), =1,2…2,5 (меньшие значения коэффициента для более крупных диаметров резьбы).

При выборе коэффициента высоты гайки следует помнить, что от его величины зависит число витков гайки (см. п. 3.3).

В некоторых механизмах по условиям работы необходимо обеспечить жесткую фиксацию винта в гайке, чтобы считать ее жесткой заделкой (см. расчет на устойчивость, п. 3.5). Для этого коэффициент высоты гайки должен быть .

По рассчитанному среднему диаметру, по таблицам приложения подбирают стандартные резьбы. Обычно можно подобрать несколько типоразмеров резьбы с разными шагами. Следует отдавать предпочтение средним значениям шагов.

Данные с выбранными резьбами заносятся в таблицу 1.

Таблица 1