Расчет и проектирование винтового силового устройства, страница 2

1.  Расчет грузового винта

Основным критерием работоспособности винтовой пары является ее износостойкость, ограничиваемая допускаемым удельным давлением на рабочей высоте профиля резьбы. Средний диаметр резьбы винтовой пары рассчитывается по следующей формуле:

, где

F_A – максимальная осевая нагрузка; - коэффициент высоты гайки, для наразрезаных гаек ; - коэффициент рабочей высоты витка, зависит от типа резьбы;       - допускаемое удельное давление в винтовой паре.

.

Шаг резьбы Р* должно обеспечивать условие самоторможения, , где Р – шаг резьбы винтовой пары. В соответствии с ГОСТ 9484-73, подбираем значения для нашего винта.

Р=5 мм. , d₂=25.5 мм.

где

d – наружный диаметр резьбы болта;

d₁ – внутренний диаметр болта;

d₂ – средний диаметр болта;

d₃ – внутренний диаметр болта по дну впадины.

Стандартные параметры резьбы проверяют на самоторможение по формуле:

где

- угол подъема резьбы;

 - приведенный угол трения для резьбы;  - угол профиля витка, f – коэффициент трения для горизонтальной плоскости f=0.11;

 

Следовательно, условие самоторможения резьбы выполняется с запасом.

Для оценки продольной устойчивости определяю гибкость винта по формуле:

 где

 - коэффициент качества опоры винта = 0,7;

L_пред – предельная длина винта = 250 мм;

i – радиус инерции сечения винта = 6,112 м.

, так как , то проверку на продольную устойчивость можно не проводить.

Принятые параметры винта проверяем на деформацию сжатия и кручения по расчетному запасу статической прочности S_T:

где

 - предел текучести материала для стали 20, =245 мПа;

 - допускаемый запас статической прочности, ;

- эквивалентное напряжение в опасном сечении винта, определяется по формуле

 - допускаемое напряжение на растяжение для винта;

;

Таким образом

Следовательно, принятые ранее параметры винта принимаем как окончательные.

2.  Расчет грузовой гайки

С целью уменьшения износа резьбовой пары и улучшения ее прирабатываемости материал гайки применяем антифрикционные по отношению к материалу винта.

Посадочный диаметр определяем из условия прочности на растяжение с учетом кручения от момента сопротивления вращению: