Расчет несущей способности элементов передачи

Расчет на износ. Работоспособность передачи по изнашиванию оценивается условно по среднему контактному давлению на рабочих гранях витков (рис. 22.4):

(22.4)

где d₂ и — средний диаметр и рабочая высота профиля резьбы; z_B — число витков; [ р ] — допускаемое контактное давление, используется в расчете как критерий подобия, отражающий предшествующий опыт эксплуатации механизмов, зависит от материалов винта и гайки.

Рис. 22.4. Контактные давления на рабочей грани резьбы

Рис. 22.5. Устройства для компенсации «мертвого» хода в резьбе

Ходовые винты изготовляют из высокоуглеродистых ста­лей 40, 45, 50, 40ХН, 50ХГ, 65Г и др. с закалкой до твердости HRC> 50. Гайки изготовляют из оловянистых бронз БрОФ10 -1, БрОбЦбСЗ и др. при высоких окружных скоростях (0,25 м/с), а при малых скоростях вращения используют антифрикционные чугуны марок АВЧ-1, АВЧ-2, АКЧ-1, АКЧ-2 или серые чугуны марок СЧ 15, СЧ 20.

Допускаемые давления для пар винт — гайка: из закален­ной стали и бронзы [ p ] = 1013 МПа; незакаленной стали и бронзы [ р ] = 8 10 МПа; незакаленной стали и антифрикцион­ного чугуна [р ] = 67 МПа; незакаленной стали и серого чугуна [ р ] = 45 МПа. Для механизмов точных перемещений (делительных и др.) значения [ р ] принимают в 2-3 раза меньше, чем для механизмов общего назначения.

В винтовых механизмах можно применять более высокие гайки, нежели в резьбовых соединениях, так как вследствие износа и приработки распределение нагрузки между витками резьбы улучшается. Увеличение высоты гайки позволяет повы­сить работоспособность передачи. Требуемое число рабочих витков, определяющих высоту гайки:

Наружный диаметр гайки назначают D = (3 3,5) d, здесь d — наружный диаметр резьбы.

В механизмах, к которым предъявляются жесткие требо­вания компенсации износа с целью уменьшения «мертвого» хода (зазора между витками винта и гайки), применяют раз­резные гайки (рис. 22.5, а) или специальные устройства (например, пружинные, рис. 22.5, б), обеспечивающие радиальную или осевую выборку зазора.

Расчет винтов на прочность. Расчет на прочность выпол­няют для винтов домкратов, прессов и других тяжелонагруженных устройств.

Напряжения растяжения (сжатия) и кручения определяют так же, как для резьбовых соединений (W_p — полярный момент сопротивления сечения):

Условие прочности винта

Значения допускаемых напряжений даны в гл. 32.

Расчет на устойчивость проводится для длинных высоко-нагруженных винтов (домкратов и др.). Условие устойчивости винтов по допускаемым напряжениям имеет вид

где — коэффициент уменьшения допускаемых напряжений, выбирается в зависимости от параметра гибкости:

30 50 60 80 100 120 140 160

0,91 0,86 0,82 0,70 0,52 0,37 0,29 0,24

В связи с наличием зазоров в резьбе в схеме расчета на устойчивость принимают шарнирное закрепление концов винта (= 1). Радиус инерции i = = 0,25 d (здесь J — осевой мо­мент инерции сечения, J = 64; A — площадь поперечного сечения винта).

ГЛАВА 23

Дата добавления: 2014-01-11