Передача типа винт-гайка

Расчет винтов при переменной нагрузке

Расчет винтов.

Расчет исходя из условия отсутствия сдвига деталей в стыке.

Выполняют этот расчет как проверочный.

Детали не сдвигаются, если сила трения в стыке больше силы сдвигающей.

или в следующей форме:

z - число винтов в стыке

F_n - нормальная составляющая

f - коэффициент трения детали в стыке

k - коэффициент запаса прочности (1,3…2)

F_t - тангенциальная, сдвигающая нагрузка в плоскости стыка

В данном случае не учитывается действие изгибающего момента, так как момент сам по себе не приводит к сдвигу деталей в стыке и не изменяет суммарной силы трения в стыке.

При таком виде нагружения выполняют расчёт по 2м условиям:

a) По отсутствию сдвига детали в стыке.

b) По отсутствию раскрытия стыка.

а) Определяют осевую нагрузку, приходящуюся на 1 винт для предотвращения сдвига деталей в стыке. F_aс=F_зат

«+» ставим в том случае, когда направление нормальной нагрузки направлено в сторону раскрытия стыка.

b) Определяем осевую нагрузку, приходящуюся на один винт по условию нераскрытия стыка. F_ap=F_m+F_n^’

F_M - осевая нагрузка на один винт от момента, пытающегося раскрыть стык.

М – момент раскрывающий стык.

l₁, l₂, l_n – расстояние от центра симметрии до соответствующего ряда винтов.

i - количество винтов, расположенных в одном ряду.

- нагрузка, приходящаяся на один винт под действием нагрузки F_n.

Затем из большего усилия от двух предыдущих случаев определяем диаметр болта или выполняем проверочную зависимость (определяется суммарная нагрузка, затем проверяем прочность болта):

- проверочная зависимость.

Проектировочная задача- определение диаметра винта.

Соединение данного типа в начале конструирую, а затем проверяют, т. К. много входных параметров.

χF – дополнительное нагружение винта

(1-χ)F – дополнительное нагружение стыка

χ – коэффициент внешней нагрузки

- податливость деталей стыка

- податливость винта

-площадь винта.

амплитудные напряжения

- доля внешней нагрузки, приходящейся на винт, отнесенная к половине площади винта.

среднее напряжение

Винты при такой схеме нагружения проверяют по коэффициентам безопасности.

а) Проверка по запасу прочности по переменным напряжениям.

К_σ- коэффициент концентрации напряжений в зависимости от вида концентратора.

Ψ_σ – коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла.

Этот запас прочности сравнивается с допустимым.

б) Определяется запас прочности по σ_max.

-Предел текучести материала при статических нагрузках.

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот. В основе передач является резьба. Винт вращается, гайка перемещается. Гайка вращается - винт поступательно перемещается.

Основные преимущества передач:

1) Возможность получения значительных передаточных отношений

2) Возможность создания значительных осевых нагрузок (Выигрыш в силе)

-осевая нагрузка, действующая на винт.

- тангенциальная нагрузка на маховик или гайку.

i- передаточное отношение.

η – КПД.

3) Возможность осуществления точных и медленных перемещений (используется для регулирования работы).

4) Относительная простота конструкций.

5) Компактность.

Недостатки:

1) Низкий КПД

2) Высокий износ передачи.

3) Износ контактной поверхности

Применяются: ходовые винты в станках, перемещение суппорта, домкраты, грузовые механизмы, прессы, регулировочные передачи.

В основе винтовая пара. Основные типы резьб: ходовые.

a) Трапецеидальные

b) Упорная

c) иногда прямоугольная

d) В специальных случаях применяют метрические резьбы с углом профиля 50⁰, в качестве регулировочных устройств (крупный шаг)

С целью повышения КПД применяют:

1) уменьшение приведенного угла трения. Выбор материалов с низким коэффициентом трения.

2) увеличение угла подъема винтовой линии (пути: применение многозаходных резьб, применение резьб с крупным шагом уменьшение d₂)

3) смазка

Дата добавления: 2014-01-20