Ogólna charakterystyka połączeń gwintowych

Połączenia gwintowe to połączenia

kształtowe, rozłączne. Zasadniczym

elementem połączenia gwintowego jest

łącznik, składający się ze śruby

i nakrętki.
Połączenia gwintowe dzieli się na:
- pośrednie – części maszyn łączy się za pomocą łącznika, rolę nakrętki

może również spełniać gwintowany otwór w jednej z części;

- bezpośrednie – gwint jest wykonany na łączonych częściach;
- spoczynkowe;
- ruchowe

Gwint – kształt geometryczny nacięty na zewnętrznej lub wewnętrznej
powierzchni cylindrycznej wzdłuż linii śrubowej.

Powstawanie linii śrubowej w wyniku nawinięcia równi pochyłej na walec

Kąt pochylenia linii śrubowej

D

h

tg

π

γ

=

gdzie:

γ

– kąt wznosu linii śrubowej, h – skok linii śrubowej, D – średnica walca

Połączenia śrubowe i gwintowe

Sprawność mechanizmu śrubowego

Rys. 2.44. Sprawność mechanizmu
ś

rubowego w zależności od kąta

pochylenia linii śrubowej

w

u

L

L

=

η

)

'

(

ρ

γ

π

γ

π

+

=

=

=

tg

d

F

L

tg

d

F

Fh

L

s

w

s

u

stąd

)

'

(

ρ

γ

γ

η

+

=

tg

tg

Warunek samohamowności gwint (złącza śrubowego)

'

ρ

γ

≤

Moment dokręcenia M

d

N

G

d

M

M

M

+

=

gdzie:
M

G

– moment tarcia na powierzchni roboczej gwintu,

M

N

– moment tarcia na powierzchni oporowej nakrętki lub łaba śruby,

F – siła osiowa działająca na śrubę, d

2

– średnica podziałowa gwintu,

γ

– kąt wzniosu linii śrubowej,

ρ

’

– kąt tarcia na gwincie, D

S

– średnia

ś

rednica powierzchni oporowej,

µ

– współczynnik tarcia na powierzchni

oporowej

zależy od kierunku pracy

µ

ρ

γ

⋅

⋅

⋅

+

±

⋅

⋅

⋅

=

F

D

tg

F

d

M

S

d

5

,

0

)

(

5

,

0

'

2

Wytrzymałość połączeń śrubowych

1. Obciążenie jedynie siłą osiową F

r

2

r

r

k

4

d

F

≤

=

π

σ

gdzie:

σ

r

– naprężenia rozciągające, F – siła osiowa, d

r

– średnica rdzenia,

k

r

=R

e

/x

Q

– naprężenia dopuszczalne na rozciąganie dla materiału śruby, x

Q

=

2

÷

2,3; x

z

=2,5

÷

4

2. Obciążenie siłą osiową F oraz momentem skręcającym M

s

(bez naciągu wstępnego)

4

d

F

2

r

r

π

σ

=

;

3

r

p

o

s

d

2

0

Ftg

d

5

0

W

M

,

)

'

(

,

ρ

γ

τ

+

=

=

r

2

s

c

r

2

r

z

k

k

k

≤













+

=

τ

σ

σ

,

gdzie:

τ

- naprężenia skręcające,

σ

z

– naprężenia zastępcze, M

s

– moment

skręcający, d

p

– średnica podziałowa,

γ

- kąt wzniosu linii śrubowej,

ρ

’

– kąt

tarcia w gwincie, k

s

= – naprężenia dopuszczalne na skręcanie

dla obciążeń statycznych k

r

/k

s

=1,7, a dla tętniących k

rj

/k

s

=1,2

praktycznie

σ

z

=(1,25

÷

1,3)

σ

r

,stąd obliczenia prowadzimy tylko na rozerwanie

zwiększając siłę rozciągającą o 30%

r

2

r

r

k

4

d

F

3

1

≤

=

π

σ

,

Połączenia śrubowe

3. Złącza z napięciem wstępnym Q

o

4. Złącza obciążone siłą poprzeczną F

a) śruba pasowana – naprężenia ścinające

ττττ

t

2

0

p

k

4

d

F

≤

=

π

τ

gdzie: F

p

– siła poprzeczna, d

o

– średnica

trzpienia śruby lub otworu, k

t

– naprężenia

dopuszczalne na ścinanie, x

Q

= 2

÷

2,3; x

z

=2,5

÷

4

* dla śrub wielociętych podaje się w mianowniku sumę wszystkich
przekrojów ścinanych

sprawdzamy na nacisk powierzchniowy p

dop

0

p

p

d

g

F

p

≤

=

min

gdzie: g

min

– długość stykającego się ze śrubą

elementu, p

dop

– dopuszczalny nacisk

powierzchniowy dla elementu o mniejszej
wytrzymałości

b) śruba osadzona luźno – naprężenia rozciągające

σ

σ

σ

σ

r

siła tarcia

T = Q

0

µ

≥

F

p

stąd

µ

p

0

F

Q ≥

r

2

r

t

r

k

i

4

d

F

≤

=

π

σ

gdzie: d

r

– średnica rdzenia śruby, i – liczba

powierzchni styku łączonych elementów