Расчет винтовых механизмов

Рассчитать винт 1 съемника, если осевое усилие F_a= 10кН, материал винта сталь 45, нормализованная, материал

гайки бронза БрА9ЖЗЛ. Резьба трапецеидальная, однозаходная (рис.7).

Порядок расчёта

Критерием работоспособности винта съемника является износостойкость резьбы.

Из условия износостойкости винтовой пары определим средний диаметр резьбы

d₂=

где Ψ _н - относительная высота гайки; для цельных гаек = 1, 2...2, 5 [5, с.240], примем = 2; относительная рабочая высота профиля резьбы; для

трапецеидальной резьбы ⁼ 0, 5 [5, с.240];

[р]_и - допускаемое среднее давление в резьбе.

Для пары сталь -• бронза примем

[р]_и= 10МПа [5, с.240]

d₂= =17, 8мм

По Приложению 4 примем стандартную резьбу

d₂= 18мм, d= 20мм, р = 4мм, резьба Т_г 20 х 4

Определим наличие самоторможения в резьбе Угол подъема резьбы на среднем диаметре

Ψ = arctg = arctg = 4^o

Приведённый угол трения

φ _’ = arctg = arctg = 5, 9^o

f- коэффициент трения скольжения

Для стали на бронзе f0, 1 - 0, 15 |8, с218]

Примем f=0, 1

- половина угла профиля резьбы, для трапецеидальной резьбы

α ^’= =15^o

5, 9° > 4°

φ _’> Ψ - значит резьба самотормозящая.

Винт испытывает кручение и сжатие. Влияние кручения учитываем, увеличивая на 25% осевую силу F_a[5, с.66J

F_расч= 1, 25* F_a

Условие прочности

σ _экв ≤ [σ ]_c

[σ ]_c - Допустимое напряжение материала винта на сжатие.

Для углеродистой стали

[σ ]_c = = =120МПа

По Приложению 1 для стали 45

= 360 МПа

[S]= 3 [5, с.242]

Эквивалентное напряжение

σ _экв= = = =62, 2МПа

Ар - площадь сечения вита но внутреннему диаметру.

62, 2МПа < 120 МПа

σ _экв< [σ ]_c - условие прочности выполняется

Определить усилие на рукоятке съёмника Гр (рис. 7) по данным примера. Диаметр опорной поверхности винта

d_o=20мм. Длина рукоятки ℓ =30 см.

Порядок расчёта

Момент в резьбе, возникающий при снятии подшипника

M=F_a tg(Ψ + φ _’)=10000 * tg(4^o + 5, 9^o)=15707=15, 7Н*м

Момент трения на опорном торце винта

M=F_a* f =10000 * 0, 1 * =10000Нмм=10Нм

Момент завинчивания

М_зав = М + M_f= 15, 7 +10 = 25, 7 Нм

Усилие на рукоятке

F_p= = =85, 6 Н

Определить диаметр резьбы шпилек 2 съёмника (рис.7), осевое усилие F_a= 10 кН, материал шпилек — сталь 3.

Порядок расчёта

Шпильки съёмника испытывают растяжение.

Продольная сила в одной детали

N= = =5кН

Опасным является сечение, ослабленное резьбой.

Далее расчёт следует вести согласно примеру 3.6, начиная с пункта 3.2.3 и подобрать метрическую резьбу.