Połączenia gwintowe należą do grupy połączeń cierno-kształtowych, w których konstruktor ma możliwość równoległego wykorzystania sił spójności materiałów elementów połączenia oraz sił tarcia występujących na powierzchniach przylegania elementów połączenia. Umożliwia to specjalnie ukształtowana powierzchnia przylegania dwóch głównych elementów połączenia - śruby i nakrętki - tzn. powierzchnia gwintowa, tworzona na powierzchni stożkowej lub walcowej.
Linia śrubowa jest torem pktu i poruszającego się ze stałą prędkością po powierzchni walca (stożka) i przesuwającego się w kierunku osi walca przy jednoczesnym obrocie względem tej osi.
Skok linii śrubowej - odległość poosiowego przesunięcia pktu i odpowiadająca jednemu obrotowi tego pktu wokół osi.
Zasadą tworzenia powierzchni gwintowej jest zachowanie stałości skoku P linii śrubowych wszystkich pktów zarysu odniesienia. Prowadzi to do różnych kątów nachylenia linii śrubowych pktów zarysu odniesienia.
Nominalny kąt nachylenia powierzchni gwintowej - kąt nachylenia linii śrubowej wybranego pktu zarysu odniesienia (pkt określony średnim promieniem zarysu odniesienia).
Podziałką gwintu jest stała odległość pktów tej samej linii śrubowej mierzona wzdłuż osi powierzchni bazowych i odpowiadająca jednemu obrotowi pktów wokół tej osi. Podziałkę określa iloraz wysokości powierzchni gwintu do liczby zwojów.
Gwint jednokrotny - podziałka równa jest skokowi gwintu.
Powierzchnia gwintowa zewnętrzna to śruba, a wewnętrzna - nakrętka.
Skręt gwintu prawy - punkt zarysu odniesienia oddalając się po linii śrubowej od obserwatora wykonuje ruch obrotowy zgodny z ruchem wskazówek zegara.
Wg PN nominalną średnicą gwintu d jest zewnętrzna średnica śruby.
Minimalizację koncentracji naprężeń i osłabienia nośności elementów połączeń otrzymamy stosując gwinty o dużych promieniach zaokrągleń lub dających efekt karbu wielokrotnego (gwinty drobnozwojne).
Gdy zachodzi potrzeba przenoszenia dużych obciążeń wtedy gwint powinien być odporny na duże naciski (gwinty grubozwojne).
Gdy duże obciążenia zachodzą podczas ruchu to gwint powinien być odporny na zużycie (gwinty trapezowe) lub mieć wysoką sprawność (gwinty wielokrotne).
W połączeniach spoczynkowych najistotniejszą właściwością powinna być samohamowność (decyduje o tym kąt rozwarcia zarysu - duży pozorny współczynnik tarcia) i mały kąt nachylenia gwintu (gwinty metryczne).
Ciasność połączenia (gwint o ciasnych pasowaniach) jeśli obok szczelności szybkość montażu - gwinty stożkowe.
W połączeniach regulujących wzajemne położenia elementów konstrukcyjnych - gwinty drobnozwojne.
Połączenia śruby z nakrętką powinno przenosić tylko poosiowe siły F i momenty obrotowe MS. Inne obciążenia są szkodliwe i powinny zostać wyeliminowane. Istnieje ścisłe wzajemne uzależnienie obciążeń F i Ms. Brak obciążenia poosiowego uniemożliwia przenoszenie momentu obrotowego, ale brak momentu obrotowego nie uniemożliwia zdolności przenoszenia sił poosiowych. Jest to efekt samohamowności śruby z nakrętką. Wszystkie spoczynkowe połączenia śruby z nakrętką mają gwinty samohamowne. W tych też połączeniach moment obrotowy Ms jest momentem oporu ruchu przy zmianie położenia obu elementów.
Grupy połączeń:
1). Połączenia ruchowe zwane mechanizmami śrubowymi. Obciążenie śruby jest identyczne z obciążeniem zewnętrznym połączenia. Obciążenie poosiowe, rozciąganie lub ściskanie śruby oraz obciążenie momentem obrotowym. Najczęściej połączenia jednośrubowe.
2). Połączenia tworzące konstrukcyjne układy wstępnie napięte, przejmujące lub przekazujące złożone obciążenia zewnętrzne. Zasadą konstrukcyjną jest stworzenie takich warunków, aby montażowe czy eksploatacyjne obciążenia tych śrub sprowadzały się tylko do obciążeń poosiowych (najcz. rozciągających) oraz ewentualnie montażowych momentów obrotowych. Zazwyczaj wielośrubowe o zróżnicowanym poziomie obciążeń eksploatacyjnych w poszczególnych śrubach (obliczeniowo kłopotliwe dla projektanta)
Śruba jest modelowana poprzez pręty o stałej podatności na rozciąganie.
Nośność połączenia to maksymalna dopuszczalna wartość obciążeń zewnętrznych (sił lub momentów), przy których połączenie nie traci trwałej zdolności przenoszenia tych obciążeń , lub maksymalny zakres wartości obciążeń zewnętrznych gwarantujących liniowość stanów połączenia.