Передача гвинт-гайка.

Огляд теми. При вивченні теми студент повинен зосередити увагу на слідуючих питаннях теоретичного характеру, які висвітлені в базовому підручнику (1) та додаткових джерелах(2,3). При вивченні теми студент повинен засвоїти, що передача гвинт-гайка перетворює обертальний рух в поступальний, знати основні переваги і недоліки передачі та матеріали, з яких виготовляються гвинт і гайка. На базі здобутих теоретичних знань проводити розрахунки передачі гвинт-гайка.

Кріпильні різьбові деталі. Для з’єднання деталей використовують болти (гвинти з гайками), гвинти або шпильки (рис. 1, а-в).

Використання болтів для з’єднання деталей не вимагає нарізування в цих деталях різьби. Це особливо важливо, коли матеріал деталі не може забезпечити достатню міцність різьби. Однак у з’єднанні болтом повинен бути передбачений простір для головки гвинта та гайки, а також дещо незручно виконувати складальні операції, бо при загвинчуванні або відгвинчуванні гайки треба утримувати головку гвинта від прокручування.

Рис. 1. З’єднання за допомогою болта, гвинта і шпильки

Болтове з’єднання дещо збільшує масу виробу і деякою мірою спотворює його зовнішній вигляд.

Гвинти та шпильки треба використовувати в тих випадках, коли за конструкцією з’єднання застосування болтів неможливе або нераціональне. Гвинти та шпильки вимагають певної глибини загвинчування в одну із деталей з’єднання. Якщо під час експлуатації з’єднання виникає потреба у багатократному з’єднуванні та роз’єднуванні деталей, то для запобігання можливому руйнуванню різьби деталі перевага надається з’єднанню шпилькою або болтовому з’єднанню.

У деяких випадках (рис. 1, а) під гайку або головку гвинта ставлять плоску круглу шайбу. Встановлення такої шайби зменшує пошкодження та зминання гайкою поверхні деталі (якщо деталь виготовлена з м’якого матеріалу — алюмінію, пластмаси, дерева) при загвинчуванні гайки чи гвинта. Плоскі круглі шайби використовують також у випадку збільшеного діаметра отвору під болт або гвинт, або коли отвір не має круглої форми. Геометричні форми та розміри гвинтів, гайок, шпильок дуже різноманітні і достатньо повно описані у відповідних довідниках та

Стандартах різьбових кріпильних деталей. Деякі види широко застосовуваних гвинтів, що відрізняються конструкцією головок, показані на рис. 2, а різні форми гайок — на рис. 3.

Рис. 2. Конструкції гвинтів

Для виготовлення кріпильних різьбових деталей використовують сталі: вуглецеві звичайної якості, якісні конструкційні та леговані конструкційні. Механічні властивості сталевих кріпильних деталей нормуються за стандартом, згідно з яким болти, гвинти та шпильки поділяють на 11 класів, а гайки — на 7 класів міцності.

Клас міцності болтів, гвинтів та шпильок позначається двома числами, розділеними крапкою. Перше число, помножене на 100, вказує мінімальне значення границі міцності σΒ, МПа, матеріалу болта, а друге число, поділене на 10 і помножене на σΒ — границю текучості матеріалу болта. Наприклад, для болта класу міцності 5.6 маємо; σΒmin = 5 · 100 = 500 МПа; στ = 6 · 500/10= 300 МПа.

Рис. 3. Конструкції гайок

Умовне позначення болта, наприклад, із номінальним діаметром різьби d = 12 мм, малим кроком

Р = 1,25 мм, довжиною L= 60 мм та класом міцності 4.6 записують: Болт М12 х 1,25 х 60.46 ГОСТ 7805-70. Найнижчим класом міцності болтів, гвинтів та шпильок є 3.6, а найвищим — 14.9.

Механічні характеристики матеріалів різьбових деталей наведені в табл. 1 і 2.

Таблиця 1. Рекомендації для вибору матеріалу болтів та гайок

Таблиця 2. Шпонкові з’єднання

Питання по темі.

Розкажіть про будову та призначення передачі гвинт-гайка. Переваги та недоліки передачі гвинт-гайка. Матеріали, які використовують у передачі гвинт-гайка. Основні принципи розрахунків передачі гвинт-гайка.

Задача. Розрахувати гвинт і гайку гвинтового домкрата вантажопідйомністю F для підняття вантажу на висоту L.

Рекомендована література:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т.Скойбеда, А. А.Миклашевич, Е. Н.Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т.Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 – 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985 – 576с. С. А. Чернавський та ін. Курсове проектування деталей машин. – Машинобудування, 1987. – 146-152 с. В. Т. Павлище, Є. В. Харченко та ін. Прикладна механіка. – Львів: Інтелект-захід, 2004 –

366 с.