Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi najczęściej stosowanymi w budowie maszyn. Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik, składający się ze śruby (z gwintem zewnętrznym) i nakrętki (z gwintem wewnętrznym). Współpraca nakrętki i śruby odbywa się na powierzchniach gwintowych tworzących śrubowe grzbiety i rowki (występy i bruzdy) o podobnych zarysach i wymiarach i o tym samym skoku.

W budowie gwintu wyróżnia się:

1. linię śrubową, która jest torem punktu należącego do ciała, które porusza się ruchem śrubowym. Linia śrubowa może być linią walcową (nawinięta na walec kołowy) albo stożkową (nawinięta na stożek kołowy). Linia śrubowa może być prawoskrętna (tzn. zagłębianie się śruby w nakrętce uzyskuje się przy obrocie śruby zgodnym z ruchem wskazówek zegara) lub lewoskrętna (przy ruchu przeciwnym do ruch wskazówek zegara).

2. skok gwintu (h) - to skok linii śrubowych tworzących powierzchnię gwintową.

3. zarys gwintu - to odcinek tworzącej powierzchni gwintowej, którego rzut na oś gwintu jest równy podziałce.

RYS. ZARYS NOMINALNY GWINTU METRYCZNEGO M

D - średnica gwintu nakrętki,

D₂ - średnica podziałowa nakrętki,

D₁ - średnica otworu nakrętki,

d - średnica gwintu śruby,

d₂ - średnica podziałowa śruby,

d₁ - średnica rdzenia śruby,

W zależności od zarysu rozróżnia się gwinty:

• trójkątne

• trapezowe (symetryczne i niesymetryczne)

• prostokątne

• okrągłe.

Ze względu na kierunek nacinania gwintu:

• prawoskrętne

• lewoskrętne.

Istotę połączenia gwintowego stanowi działanie umożliwiające uzyskanie znacznego przełożenia siły tzn. napięcie na śrubie jest o wiele większe od siły ręki działającej na klucz. Przełożenie śrubowe polega na tym, że włożona zostaje praca w postaci małej wartości siły ręki F_r na dużej drodze 2 l_k ,a uzyskuje się pracę pomniejszoną o sprawność w postaci dużej wartości siły Q na małej drodze równej skokowi h.

Q - napięcie panujące na śrubie

h - skok gwintu

η - sprawność

F_r - siła ręki

L_k - długość klucza

Moment potrzebny do pokonania oporów występujących na zwojach gwintu wynosi:

γ - kąt pochylenia linii śrubowej

ρ' - pozorny kąt tarcia

μ - współczynnik tarcia

d_s - średnia średnica powierzchni

współpracy zwojów

Aby wywołać w rdzeniu śruby napięcie Q należy na nakrętkę działać wartością momentu dokręcania (moment na kluczu) M_k większą lub równą momentowi tarcia M_t

Przełożenie połączenia śrubowego wynosi:

Połączenie gwintowe będzie samohamowne w przypadku, gdy dowolnie duże napięcie Q obciążające śrubę nie spowoduje jej obrotu. Gwint jest samohamowny, gdy:

warunek samohamowności gwintu

Gwinty samohamowne mają niską sprawność η ≤ 0,5 (50%). W gwintach samohamownych wznios gwintu wynosi 1,5÷5^o, stosuje się je w połączeniach spoczynkowych oraz w mechanizmach, które muszą być samohamowne (np. w podnośnikach śrubowych).

TABELA POMIAROWA

Lp.	Wartość momentu dokręcania	Wskazania manometru
	Mk	p
	[Nm]	[kG/cm^2]	[N/m^2]
1	1	5	^4905*10^2
2	2	10	^98^10*10^2
3	3	15	^14715*10^2

1 kG/cm² = 9,81*10⁴ N/m²

TABELA OBLICZENIOWA

Lp.	Wartość momentu dokręcania	Napięcia w śrubie	Siła ręki	Moment tarcia	Sprawność	Przełożenie
	Mk [Nm]	Q [N]	Fr [N]	Mt [Nm]	[%]	X
1.	1	98,57	2	0,115	3	49,285
2.	2	197,14	4	0,231	6	49,285
3.	3	295,71	6	0,346	9	49,285

OBLICZENIA:

Gwint M16

Określam wartość siły ręki

Obliczam napięcie w śrubie

Obliczam przełożenie śrubowe

Z tablic dla M16 mamy:

kąt pochylenia linii śrubowej

współczynnik tarcia stal po stali

kąt zarysu gwintu metrycznego

pozorny kąt tarcia

Obliczam moment tarcia w połączeniu śrubowym:

Obliczam sprawność połączenia śrubowego:

WNIOSKI

W połączeniach gwintowych występuje przełożenie.

Aby wywołać w rdzeniu śruby napięcie Q należy na nią działać wartością momentu dokręcania M_k. Moment dokręcania musi być większy lub równy momentowi tarcia M_t.

Gwinty drobnozwojne stosowane są tam , gdzie zależy na małej głębokości gwintu. Gwinty te dają możliwość dokładniejszej regulacji położenia części łączonych w stosunku do gwintów zwykłych. Wadą ich jest mała odporność na zużycie i uszkodzenia mechaniczne. Gwinty grubozwojne nadają się do przenoszenia dużych nacisków powierzchniowych. Przy ich użyciu wypada bardziej równomierny rozkład obciążenia na poszczególne zwoje.

5

---