Планетарные передачи. Передача винт-гайка, страница 5

– во вспомогательных устройствах строительных и дорожных машин, в домкратах и в других устройствах.

В последние годы получили распространение шарико-винтовые механизмы, в которых между винтом и гайкой размещаются шарики. Механизмы имеют высокий КПД, так как приведенный коэффициент трения f¢ = 0,005…0,01.

 

Рис. 20.2. Червячно-винтовая передача

20.3. Расчёт на износостойкость

          Основным критерием работоспособности и расчёта ходовой резьбы является износостойкость. В целях уменьшения износа применяют антифрикционные пары материалов: сталь – чугун, сталь – бронза и др. Для винтов применяют конструкционные углеродистые и легированные стали (стали 45, 50, 40Х, 65Г и др.), улучшенные, закалённые или азотированные. Гайки в ответственных изделиях выполняют из оловянистых бронз, например, из бронзы БО10Ф1.

          Работоспособность передачи по износу оценивают условно по среднему давлению на рабочих поверхностях витков (рис. 20.3):

                                         (20.4)

  где  h – рабочая высота профиля резьбы;

          z – число витков.

          Для проектного расчёта формулу (20.4) преобразовывают, вводя обозначения:

          y_H = H/d₂ – коэффициент высоты гайки;

          y_h = h/P_h – коэффициент высоты резьбы.

 

Рис. 20.3. Винтовой пресс

          Принимают y_H= 1,2…2,5. В ходовых винтовых парах неравномерность распределения нагрузки по виткам выравнивается вследствие приработки резьбы. Поэтому здесь допускают более высокие гайки, чем в крепёжных изделиях.

          Принимают коэффициент y_h = 0,5 – для трапецеидальной и прямоугольной резьб; y_h=0,75 для упорной резьбы. Допускаемое давление [р] = 11…13 МПа для пары закалённая сталь – бронза; для пары незакалённая сталь – бронза [р] = 7…8 МПа; незакалённая сталь – чугун [р] = 5 МПа.

          B формулу (20.4) вводят

           откуда:

                                                 (20.5)

          По среднему диаметру принимают стандартную резьбу. Высота гайки Н = y_Нd₂. После расчёта резьбы на износостойкость при необходимости рассчитывают винты на прочность и устойчивость, а элементы гайки – на сжатие, срез и смятие.

Пример 20.1. Определить диаметр трапецеидальной резьбы передачи винт-гайка по следующим исходным данным:  осевая нагрузка F_a = 3000 Н. Недостающими данными задаться.

Решение.

Принимаем антифрикционную пару закалённая сталь - бронза с допускаемым давлением [р] = 12 МПа. Коэффициент высоты резьбы y_h = 0,5. Коэффициент высоты гайки принимаем y_H = 1,5. Средний диаметр резьбы:

Принимаем резьбу Tr12×3 c наружным диаметром d = 12 мм, внутренним диаметром d₂ = 10,5 мм и шагом P = 3 мм.

Вопросы для самоподготовки

1.  Как работает передача винт-гайка?

2.  Какие материалы применяют в передаче?

3.  Какие резьбы используются в передаче?

4.  Каковы достоинства передачи винт-гайка?

5.  По какому критерию и по какому параметру рассчитывают передачу винт-гайка?

Вопросы, выносимые на экзамен

1.  Передачи винт-гайка. Кинематика и силовые соотношения.

2.  Передачи винт-гайка. Оценка и применение. Особенности расчета не износостойкость.

Экзаменационная задача

Задача №39

Рассчитать винт домкрата на износостойкость. Привести эскиз с обозначением резьбы.

Наименование параметра	Вариант
	1	2	3	4	5	6
Осевая нагрузка Fa, кН	20	25	30	40	50	60
Вид резьбы (1 – трапецеидальная, 2 – упорная)	1	2	1	1	2	1
Материал винта (1 – закалённая сталь, 2 – незакалённая сталь)	1	2	2	2	1	1
Материал гайки (1 – бронза, 2 – чугун)	1	1	2	2	2	1

Примечание. Недостающими данными задаться.