Распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы

 В Техинфо

Распределение осевой силы между витками резьбы было бы равномерным, если бы резьба была изготовлена абсолютно точно и податливость резьбы была бы значительно выше податливости винта и гайки. В действительности эти условия не встречаются на практике.

Задача о распределении нагрузки по виткам резьбы является статически неопределимой. Для ее решения уравнения равновесия дополняют уравнениями деформаций. Впервые эта задача была решена Н. Е. Жуковским в 1902 г.

Распределение сил между витками (по решению Н. Е. Жуковского) для гайки с десятью витками (рис. 1) происходит следующим образом. На первый наиболее нагруженный виток приходится около 1/3 силы на винт, на последний десятый виток – менее 1/100 общей силы. Деформации в резьбе, связанные с погрешностями профиля, контактные деформации и местные пластические деформации несколько снижают нагрузку на первый виток резьбы. При такой резкой неравномерности распределения сил по виткам резьбы нецелесообразно увеличение числа витков гайки (высоты гайки), так как последние витки мало нагружены.

Рис. 1. Схема распределения нагрузки между витками резьбы по Н.Е. Жуковскому

Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать конструкции специальных гаек, выравнивающих распределение нагрузки в резьбе. Специальные гайки особенно желательно применять для соединений, подверженных действию переменных напряжений. Применение таких гаек позволяет повысить динамическую прочность резьбовых соединений на 20…30 %.

Трубная дюймовая резьба