Главная
Лабораторная
работа
Изучение
распределения нагрузки по виткам модели резьбы
1.
Цель работы
Изучение распределения нагрузки по виткам резьбы
2. Теоретические
положения
Задача распределения нагрузки по виткам резьбы впервые
была рассмотрена и решена Н.Е.Жуковским, который показал, что если гайка имеет
10 витков, то на первый виток резьбы, ближайший к соединяемым деталям,
приходится 34% всей силы, растягивающей винт, а на последний - только около 1%.
Причиной неравномерного распределения нагрузки являются
упругие деформации разных знаков винта и гайки: винт растягивается, а гайка
сжимается. Это различие в характере деформаций особенно большое в области
первого витка резьбы, считая от опорной поверхности гайки, где винт и гайка
нагружены полной осевой силой. В области верхних витков винт растягивается
меньшей силой, так как часть осевой нагрузки передана нижерасположенными
витками резьбы на гайку. На рис. 1 приведено распределение нагрузки по виткам
резьбы М24х3 при высоте гайки H=0,8d.
Рис. 1. График распределения нагрузки по виткам резьбы
M24x3
В ответственных резьбовых соединениях принимают специальные
меры для более равномерного распределения нагрузки по виткам. С этой целью
предложено много конструкций гаек, главной особенностью которых в большинстве
случаев является то, что деформации материала винта и гайки в области нижних
витков гайки должны быть одного знака. На рис. 2 приведены 2 такие гайки -
гайка растяжения и гайка с поднутрением на торце, применение которых повышает
выносливость резьбовых соединений на 30%.
Рис. 2. Конструкции гаек с более благоприятным
распределением нагрузки по виткам
3. Описание объекта
исследования, приборов и инструментов
В настоящей работе изучение распределения нагрузки по
виткам резьбы производится на модели резьбовой пары винт-гайка. Из листовой
резины вырезана деталь, имитирующая винт, и две одинаковые детали, имитирующие
гайку. Резьба в модели заменена консольными балочками. Детали закреплены на
основании модели, а деталь имеет возможность перемещаться.
4.
Методика проведения исследований и обработка результатов
1. Для выявления неравномерного распределения нагрузки
по виткам резьбы (балочкам) вручную перемещают деталь - «винт» и закрепляют в
таком положении.
2. По расположенной под витками миллиметровке определяют
величину прогибов каждого витка - балочки «гайки». Считая, что нагрузка на сопрягаемые
витки пропорциональна прогибам витков - балочек, определяют относительную нагрузку
в %, воспринимаемую каждым витком по формуле:
где 
- относительная нагрузка на соответствующий виток;
yn
- прогиб соответствующего витка-балочки;
- сумма
прогибов всех 6 витков модели.
3. Строят график распределения относительной нагрузки
пожиткам резьбы модели и сравнивают его с графиком для реальной резьбы (рис.
1).
5. Вопросы для
самоконтроля
1. Чем объясняется неравномерное распределение нагрузки
по виткам резьбы?
2. Останется ли применение гаек, показанных на рис. 2,
эффективным, если навернуть их на винт другой стороной?
3. К какому типу относятся резьбовые соединения?
4. Какие известны резьбы по форме основной
поверхности?
5. Какие методы применяют для получения резьбовых
поверхностей?
6. Как различают резьбы по форме профиля?
7. Каковы основные виды резьбовых соединений?
8. Каковы наиболее распространенные детали резьбовых
соединений?
9. Что такое шаг и ход резьбы?
10. Как определяется угол подъема резьбы γ?
11. Как формулируется основное силовое соотношение
между силами Ft и F в резьбовом соединении для завинчивания и отвинчивания.
12. Что такое самоторможение в резьбовом соединении?
13. Как формулируется условие самоторможения в резьбе?
14. Каково условие самоторможения в болтовом
соединении?
15. Почему в крепежных резьбах используется резьба с
треугольным профилем?
16. В каких случаях и почему в крепежных резьбовых
соединениях происходит самоотвинчивание?
17. Какие способы применяются для предотвращения
самоотвинчивания резьбовых соединений ?
18. От чего зависит к.п.д. резьбового соединения?
19. Как определяется к.п.д. в винтовой паре?
20. Как и почему влияет угол подъема резьбы на к.п.д.
винтовой пары?
21. Как влияет на к.п.д. резьбового соединения трение
на опорной торцевой поверхности гайки или головки винта?
22. За счет чего можно повысить (снизить) к.п.д.
резьбового соединения?
23. Какие материалы, применяются для изготовления
деталей крепежных резьбовых соединений?
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Сопротивление материалов
Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов
