Цель работы: экспериментально определить коэффициент трения в резьбовом соединении и сравнить с данными технической литературы.

Оборудование и инструменты: стенд ДМ27М с набором деталей резьбового соединения, штангенциркуль, шаблон резьбовой.

Теоретические предпосылки.

При затяжке резьбового соединения момент на ключе идёт на преодоление момента в резьбе и момента на торце :

Подставив уравнения (2) и (3) в уравнение (1), получим

где F – осевая сила, возникающая в стержне болта при затяжке гайки, H; – средний диаметр резьбы, мм.

или по готовым таблицам по ГОСТ 24705-81;

– угол подъёма резьбы, град.; ;

– угол профиля резьбы, град.; для метрической резьбы ;

– средний диаметр опорного торца гайки, мм.

где – наружный диаметр опорного торца гайки (поз.7 на рис.);

– диаметр отверстия в стопорной шайбе (поз.6 на рис.)

Порядок выполнения работы.

1. Заменяют размеры деталей резьбового соединения, мм: наружный диаметр болта , шаг резьбы , наружный диаметр опорного торца гайки , внутренний диаметр отверстия шайбы .
2. Определяют допускаемые напряжения в болте , МПа

где – предел текучести материала болта, МПа; для стали 3 и стали 10 МПа; – безразмерный коэффициент запаса прочности, для болтов при постоянной нагрузке и контролируемой затяжке рекомендуют [1, с.53].

В данной работе для увеличения долговечности резьбы принимают больший коэффициент запаса прочности, равный 5.

Определяют допустимую для данного болта осевую силу , Н

где – расчётный диаметр резьбы, мм;

1. Определяют деформацию динамометрической скобы 1, выраженную в делениях , индикатора скобы 2, под действием допустимой осевой силы , подсчитанной по формуле (6)

где – коэффициент пропорциональности; Н/дел.

1. Собирают резьбовое соединение на стенде ДМ27М в такой последовательности: на болт 3 надевают сферическую шайбу 5 и вставляют болт в отверстие динамометрической скобы 1. На конец болта надевают стопорную шайбу 6 так, чтобы выступы шайбы вошли в углубления динамометрической скобы, и завинчивают гайку 7 до упора в стопорную шайбу.
2. Проверяют настройку индикатора 2 динамометрической скобы и индикатора 9 динамометрического ключа. Надевают динамометрический ключ 8 на гайку 7 и плавно завинчивают гайку. При этом в стержне болта появляется осевая сила, которая деформирует динамометрическую скобу 1. Когда стрелка индикатора скобы отклонится на заданное число делений , рассчитанное по уравнению (8), записывают число делений , на которое отклонилась стрелка индикатора динамометрического ключа. После этого отвинчивают гайку и повторяют опыт несколько раз. Показания индикатора динамометрического ключа заносят в таблицу.

Подсчитанное среднее значение показаний индикатора 9 на ключе. Определяют момент на ключе , Н∙м

где – коэффициент пропорциональности: Н·м/дел.

1. После экспериментального определения момента на ключе в уравнении (4) известны все величины, кроме коэффициентов трения в резьбе и на торце. Коэффициент трения зависит от материалов трущихся пар, смазки, шероховатости поверхностей и т.д. Эти факторы практически одинаковы в резьбе и на торце гайки, поэтому принимают коэффициент трения в резьбе, равным коэффициенту трения на торце гайки. С учётом этого допущения