Виды повреждений резьбовых соединений:
1. Разрыв стержня по резьбе или по переходному сечению.
2. Повреждение или разрушение резьбы (смятие и износ,
срез, изгиб).
3.
Разрушение у головки.
Рисунок 4.23 – Схема распределения нагрузки между витками резьбы по Н.Е. Жуковскому |
При практических расчетах основными критериями работоспособности для крепежных резьб являются прочность, связанная с напряжениями среза т, а для ходовых резьб – износостойкость, связанная с напряжениями смятия (рисунок 4.24).
Рисунок 4.24 – Схема нагружения элементов резьбы
Условия прочности резьбы по напряжениям среза:
для винта ,
для гайки ,
где Н — высота гайки или глубина завинчивания винта в деталь; К = или К = – коэффициент полноты резьбы; Кт – коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы.
Если материалы винта и гайки одинаковы, то по напряжениям среза рассчитывают только резьбу винта, так как d1< d.
Условие износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия
, (4.14)
где – число рабочих витков (например, число витков гайки).
Формула (4.14) – общая для винта и гайки. Коэффициент Кт в этом случае принят равным единице, с учетом приработки ходовых резьб и при условии, что допускаемые напряжения принимают согласно с накопленным опытом эксплуатации.
Высоту гайки и глубину завинчивания определяют из условия равнопрочности резьбы на срез и стержня винта на растяжение. Так, например, если принять в качестве предельных напряжений пределы текучести материала на растяжение и срез и учитывая, что т ≈ 0,6г, условие прочности будет иметь вид
,
откуда при К = 0,87 и Кт= 0,6 получаем
Н=0,8,
где – напряжение растяжения в стержне винта, рассчитанное приблизительно по внутреннему диаметру резьбы dt.
Поэтому высоту нормальных стандартных гаек крепежных изделий принимают
Н = 0,8 . (4.15)
Кроме нормальных, стандартом предусмотрены высокие (Н = 1,2d) и низкие (Н = 0,5d) гайки.
Прочность резьбы при нормальных и высоких гайках превышает прочность стержня винта, так как d > d1.
Таким же образом устанавливают глубину завинчивания винтов и шпилек в детали: в стальные детали глубина завинчивания Н1= d, в чугунные и силуминовые Н2 ≈ l,5d.
Для стандартных высот гаек (за исключением низких) и глубин нет необходимости расчета на прочность резьбы стандартных крепежных деталей.