3.2. Конструкції деталей передач гвинт – гайка

 

Гвинт у передачі гвинт – гайка являє собою циліндричну деталь значної довжини у порівнянні з діаметром, на певній ділянці якої нарізана різьба. Основні типи різьб, що застосовуються в передачах такого виду, показані на рис. 2.

Трикутну різьбу за ГОСТ 9150–81 (рис. 1, а) використовують у кінематичних передачах приладів через низький ККД (на ККД впливає кут профілю різьби α, який у трикутній різьбі дорівнює 60°). Для силових передач застосовують трапецеїдальні різьби за ГОСТ 9484–81 (рис. 1, б), упорні різьби за ГОСТ 10177–82 (рис. 1, в) і прямокутні різьби (рис. 1, г).

 

Рис. 2

Більш розповсюджена трапецеїдальна різьба, оскільки вона технологічна і має достатньо високу міцність. Упорна різьба може бути використана тільки для передачі з однобічним осьовим навантаженням, наприклад у підйомних пристроях. Прямокутна різьба нестандартизована через нетехнологічність її виготовлення, однак, зважаючи на підвищений ККД (кут профілю α = 0°), таку різьбу інколи використовують у передачах гвинт – гайка.

Основні параметри різьб такі (рис. 2): зовнішній діаметр різьби d, внутрішній діаметр d₁ середній діаметр d₂ крок різьби Р, робоча висота профілю різьби H₁ кут профілю α. Ці параметри різьб задаються у відповідних стандартах.

У розрахунках передач гвинт – гайка використовується і такий параметр, як кут ψ підйому витків різьби по її середньому діаметру, який визначається за формулою

,

де z – число заходів різьби.

Матеріал гвинтів повинен мати високу стійкість проти спрацюван­ня. Гвинти, для яких не передбачене гартування, виготовляють із сталей 45, 50 або А45, А50 (із вмістом 0,15–0,50 % свинцю); гвинти, для яких передбачається гартування, можна виготовляти із сталей 65Г, 45Х та ін. Високу стійкість проти спрацювання забезпечує азотування, яке можна використовувати для сталей 18ХГТ, 40ХФА.

Гайки у більшості випадків мають форму втулки або корпусу з відповідними опорними  поверхнями для  запобігання  переміщенню або провертанню.

Рис. 3. Деякі конструкції гайок

У передачах, в яких ставляться вимоги компенсації спрацювання і зменшення зазорів, застосовують гайки регульованої конструкції, наприклад розрізні (рис. 3, а) або складні підпружинені (рис. 3, б).

Щоб зменшити втрати на тертя при швидкостях ковзання v_s > 6 м/с, гайки слід виготовляти з олов’яних бронз БрОІОФІ, БрОбЦбСЗ та ін., а при малих швидкостях та незначних навантаженнях–із антифрикційного чавуну марок АЧВ–1, АЧС–3 або сірого чавуну СЧ 15, СЧ.

У відповідальних приводах високої точності для підвищення ККД застосовують передачі гвинт – гайка кочення (рис. 3, в), де контакт гвинта і гайки здійснюється через тіла кочення – кульки або ролики. В таких передачах при обертанні гвинта кульки перекочуються по гвинтових рівцях на гвинті та у гайці і циркулюють по спеціальному обвідному каналу у гайці (на рис. 3, в не показаному), повертаючись у робочу зону. Відомі також інші різновиди і конструкції гайок для передач гвинт – гайка.