Приймаємо Hг = 40 мм.
1.5 Вибір кроку різьблення
За середньому діаметру d2. відповідних прийнятому типу різьблення, вибирають основні розміри стандартної різьби:
d - зовнішній діаметр;
d2 - середній діаметр;
d3 - внутрішній діаметр;
Для кожного діаметра є великий, нормальний і невеликий кроки.
Великий крок дозволяє отримати високий ККД гвинтової пари.
Дрібний крок вигідніше з точки зору виграшу в силі.
Практично при виборі кроку різьблення слід користуватися наступними рекомендаціями:
У ручних механізмах виграш в силі важливіше ККД, тому в них потрібно надавати перевагу дрібні і нормальні кроки. У гвинтових механізмах з електричним приводом доцільно приймати великий крок або застосовувати багатозахідні різьблення.
З умови самоторможения знаходимо верхнє значення кроку різьби:
3,14 * 19,5 * 0,15 / cos (3є) = 9,2 мм.
де f - коефіцієнт тертя.
Нижнє значення кроку різьби знаходимо з умови обмеження числа витків різьби:
HГ / 15 = 40/15 = 2,66
Для певного інтервалу вибираємо крок різьби:
На підставі обраного кроку приймаємо такі значення діаметрів різьблення по ГОСТ 10177-82:
d2 = 20,25 мм - середній діаметр
d = 24 мм - зовнішній діаметр
d3 = 15,322 мм - внутрішній діаметр
D1 = 16,5 мм - внутрішній діаметр
Далі розраховуємо число витків різьби по формулі:
z = HГ / p = 40/5 = 8
1.6 Перевірка витків різьби на міцність
Ріс.2.Схема до розрахунку витоків на міцність.
У гвинтовий парі найбільш слабким є витки гайки, так як вони робляться з менш міцного матеріалу, ніж витки гвинта.
При складанні розрахункової схеми виток розгортають і розглядають як консольну балку, навантажену посередині консолі силою FB / z, умовно вважаючи навантаження рівномірно розподіленим між витками.
Перевірочний розрахунок витка на міцність полягає у визначенні діючих в небезпечному перерізі напруги зрізу ср і напруги вигину з.
Товщину витка біля основи розраховуємо за формулою:
a = 0,75 · p = 0,7 * 5 = 3,5
Висоту витка знаходимо за формулою:
h = 0,7 · p = 0,75 * 5 = 3,75
= 14 МПа <= 50 МПа
= 45,1 МПа <= 110 МПа.
В обох випадках очевидно, що умова виконується
Мал. 3. Запекла різьба
1.7 Конструювання і перевірочний розрахунок елементів гайок
Найбільшого поширення в гвинтових механізмах мають гайки з буртиком (рис.4).
Рис.4 Гайка вкладиш з буртиком.
Буртик гайки перевіряють на зріз і згин, так як він працює подібно витку різьби. Як навантаження на буртик береться розрахункове навантаження на гвинтові пару. Торцеві поверхні цих гайок мають форму кільця і перевіряються на зминання:
де Dб і Dг - діаметр буртика і діаметр гайки відповідно.
Поперечний переріз тіла гайки-вкладиша, що має форму кільця, перевіряється на розтягнення кручення або стиснення з кружляння.
а) з розрахунку на розтяг знаходить діаметр гайки D1:
Приймаємо діаметр гайки Dг = 32 мм.
А = 3,14 / 4 * (32 * 32-24 * 24) = 351,68 мм 2
Приймаємо Dб = DГ + 4 = 32 + 4 = 36 мм.
Тоді усм = 4 * 25000 / (3,14 * (36 * 36-32 * 32)) = 117,1 МПа.
Так як усм <[усм ] = 135 МПа, то условие прочности на смятие выполняется.
б) знаючи Dг, розраховуємо сумарну напругу за формулою:
де WP - полярний момент опору гвинта по внутрішньому діаметру різьби;
Tрук - момент на рукоятці:
ТР - момент в різьбі;
б - кут підйому гвинтової лінії,
tg б = P / d2 = 5 / 20,25 = 0,247.
Звідси б = arctg (0,247) = 13,87є
ц - приведений кут тертя
ц = arctg (f / cos3є) = arctg (0,15 / cos (3є)) = 8,542є
25000 * 0,02025 * tg (13,87 + 8,542) / 2 = 104,4 Нм.
ТT - момент тертя на п'яті:
приймаємо діаметр упору п'яти dп = 14 мм, отримаємо:
ТT = 25000 * 0,15 * 0,014 / 3 = 17,5 Нм.
знаходимо момент на рукоятці:
Далі знаходимо 0,2 * 24 * 15 = 72.
= 122/72 = 1,7 МПа
= 25000 / 351,68 = 71,1 МПа <[уP ]
Отже, = = 71,2 МПа
г) визначаємо висоту буртика hб з умови на зріз
Приймаємо висоту буртика
Перевіримо гайку на зріз:
де АСР - площа зрізу, мм 2:
ФСР = 25000 / 602,88 = 41,5 МПа. <[фср ]
Отже, умова міцності на зріз виконується
1.8 Розрахунок гвинта на міцність і стійкість
Розміри різьблення відомі з розрахунку, а довжину гвинта визначають проведення з обліків ходу і висоти гайки. Перевірочні розрахунки гвинта необхідні для перевірки придатності його розмірів з точки зору міцності і поздовжньої стійкості. Момент торцевого тертя Тт і момент на рукоятці Трук вважають зосередженими, а момент в різьбі Тр - рівномірно розподіленим по висоті гайки. Перевірка міцності гвинта в небезпечному перерізі проводиться по 3-й гіпотезі міцності,
де A і Wp1 - площа і полярний момент опору перерізу гвинта по внутрішньому діаметру різьби;
[У] - допустиме напруження на стиск.
Гвинти схильні стискають навантаженні, перевіряють також на поздовжній вигин. За розрахункове приймають крайнє положення гайки, при якому гвинт піддається стиску на максимальній робочій довжині його за умовою
де ц - коефіцієнт зменшення допустимої напруги при поздовжньому згині приймається за таблицею 3 залежно від гнучкості гвинта
де i - осьової радіус інерції гвинта.
Залежність коефіцієнта зменшення допустимих напружень ц від гнучкості стрижня л, представлена в таблиці 3.
Принципи виготовлення деталей різьбовій пари. Конструювання і перевірочний розрахунок елементів гайок, втулок і обмежувального пристрою. Особливості розрахунку основних деталей гвинтового механізму на міцність і стійкість, а також визначення його ККД.
Трапецеїдальних, наполеглива і прямокутна різьба в гвинтових парах ковзання. Вибір матеріалів та допустимі напруження для гвинта і гайки, розрахунок рукоятки. Визначення коефіцієнта корисної дії механізму. Розрахунок елементів корпусу монтажного преса.
Основні відомості про конструкцію гвинтового механізму, принцип його роботи. Проектний розрахунок гвинта по зносостійкості, на статичну міцність і стійкість. Визначення посадкового діаметра гайки і розмірів рукоятки. Оцінка ККД гвинтового механізму.
Розрахунок передачі гвинта гайки ковзання. Визначення числа витків різьби гайки. Розрахунок тіла гайки на міцність, а також вибір підшипника. Перевірка стержня гвинта на міцність по приведених напруженнях. ККД різьблення ковзання. Розрахунок вушка і штифтів.
Проектування затискного пристрою для відрізки заготовок. Вибір матеріалу для гвинтової пари і типу різьблення, їх проектний розрахунок з умови зносостійкості з перевіркою на самоторможіння. Розрахунок параметрів п'яти, гайки, гвинти, рукоятки і параметрів передач.
Проектування гвинтового механізму літакового знімача. Визначення параметрів гвинтової передачі і корпусу. Розрахунок гайки, п'яти ковзання, деталей обертання гвинтів. Розрахунок коефіцієнта корисної дії гвинтового механізму; проектування корпусу.
Визначення середнього діаметра різьби і розмірів гайки, діаметра траверси. Перевірка умови самоторможения. Розрахунок стопорного гвинта і рукоятки. Визначення розмірів поперечного перерізу захоплення. Розрахунок зварних швів кріплення траверси до корпусу гайки.
Загальні відомості про гвинтових механізмах, їх конструкції і принцип дії. Вибір матеріалу для елементів механізму: вибір типу різьблення для гвинтової пари. Розрахунок з'єднань, металоконструкцій, маховичка (рукоятки). Визначення ККД гвинтового механізму.
Перевірочний розрахунок гвинта на статичну міцність і стійкість. Визначення зовнішнього діаметра гайки. Розрахункова схема гайки. Визначення діаметра бурту гайки. Розрахунок розмірів рукоятки. Розрахунок довжини і діаметру рукоятки. Розрахункова схема рукоятки.
Проект гвинтового механізму преса монтажного, його широке застосування у всіх видах пристроїв. Конструкція преса монтажного, розрахунок гвинтової передачі, корпусу преса, вибір підшипника. Матеріал і діаметр гвинта. Геометричні характеристики гвинта і гайки.