Резьбовые соединения собирают путем завинчивания винтов или гаек. Затяжку резьбовых соединений осуществляют при помощи гаечных ключей.
Момент завинчивания Тзав, который создается гаечным ключом, используется на преодоление момента трения в резьбе Тр и момента трения на торце гайки ТТ (или головке винта) о неподвижную поверхность детали
Тзав = Тр + ТТ .
(9.12)
С другой стороны
Тзав = Fр∙Lкл.,
(9.13)
где Fр – усилие рабочего на конце гаечного ключа; Lкл – длина гаечного ключа.
Рисунок 9.8 – Момент трения в винтовой паре
Определим момент трения в резьбе Тр. Для этого резьбу представим в виде наклонной плоскости, расположенной под углом β к горизонту, а гайку – в виде ползуна m, перемещаемого снизу вверх при затяжке болтового соединения (рисунок 9.9, а), и сверху вниз – при его отвинчивании (рисунок 9.9, б).
Рисунок 9.9 – Движение ползуна по наклонной плоскости при завинчивании (а)
и отвинчивании (б) гайки
В первом случае момент трения определяют по выражению
,
1.4
(9.14)
а во втором случае
(9.15) 1.5
где - приведенный угол трения для треугольной резьбы.
Момент трения на торце гайки ТТ определяют приближенно, принимая, что равнодействующая сил трения приложена к среднему диаметру опорной поверхности где D – размер под ключ, d0 – диаметр отверстия под винт (рисунок 9.8):
(9.16)
где fТ – коэффициент трения на торце гайки
Отсюда момента завинчивания
(9.17)
С учетом выражений (9.12) и (9.13)
,
(9.18)
Откуда
(9.19)
При стандартном ключе длиной Lкл = (15÷20)d и параметрах резьбы: β = 2,50, d2 ≈ 0,9d, Dср ≈ 1,4d, f ≈ fT ≈ f’ ≈ 0,1÷0,2 из выражения (9.11) следует, что F ≈ (60÷100)Fкл.
Таким образом, резьбовые соединения обеспечивают выигрыш в силе в указанных пределах, что обеспечивает легкость сборки и высокую надежность этих соединений.