Конструкторская разработка. Анализ существующих конструкций. Расчёт передачи винт-гайка, страница 2

                                                        (6.4)

Принято P_расп.= 50000 Н.

Определяем расчётное усилие для съёмника.

Для обеспечения работоспособности съёмник должен иметь запас усилия в 1,5…2,0 раза, поэтому расчётное усилие P_расч, Н, будет равно:

                                                             (6.5)

где P_расч. – расчётное усилие для съёмника, H;

Принято Р_расч.=75 КН.

Выбираем материал для изготовления деталей съёмника:

К материалам винта и гайки предъявляются требования высокой прочности и износостойкости. Кроме того, материалы винтовой пары должны обладать высокими антифрикционными свойствами и противостоять заеданию.

Для деталей упоров и подпятников нужно выбирать материал, имеющий высокую стойкость против стирания, смятия и раздавливания.

Винт – сталь 45 закалённая.

Траверса с гайкой – сталь 45.

Лапки – сталь 45.

Рукоятка – сталь ст. 6.

Для винтовой пары назначаем резьбу метрическую.

Предварительно определяем внутренний диаметр резьбы.

При вращении силового винта под нагрузкой в нём возникает одновременно напряжение сжатия и кручения. Внутренний диаметр резьбы d₁, мм, определяется в этом случае по формуле:

                                                                       (6.6)

где - допускаемое напряжение сжатия в Н/мм²;

β – коэффициент учитывающий скручивание.

При предварительном расчёте допускаемое напряжение  выбирается в пределах 70…80 Н/мм².

Принято =80 Н/мм²;

β = 1,25.

Рабочую длину винта принимаем:

Принято l = 390 мм.

Находим радиус инерции i, мм, сечения силового винта:

                                                                                       (6.7)

Определяем гибкость стержня винта.

Гибкость стержня винта λ, определяется по формуле:

                                                                                          (6.8)

где l – рабочая длина винта;

i – радиус инерции;

μ – коэффициент приведения длины винта, зависящий от способа закрепления силового винта;

Принимаем μ = 2,0

В зависимости от гибкости находим коэффициент понижения напряжения.

Принято φ = 0,65.

Находим уточнённое значение внутреннего диаметра резьбы d₁, мм, с учётом устойчивости по формуле:

                                                                        (6.9)                                  

где φ – коэффициент понижения напряжения.

Согласно СТ.СЭВ 182 – 75 принимаем параметры резьбы:

Номинальный диаметр d = 48 мм;

Средний диаметр d₂ = 44,752 мм;

Внутренний диаметр d₁ = 42,587 мм;

Шаг резьбы p = 5 мм.

Гайку проектируем изготовить за одно целое с траверсой.

Определяем число витков гайки.

Количество витков гайки z определяется из условия прочности на износ по удельному давлению.

Удельное давление для стального винта и стальной гайки [q] = 7.5…13 Н/мм².

Принимаем [q] = 13 Н/мм²;

Тогда число витков гайки z, определится по формуле:

                                                                     (6.10)

где Р_расч. – расчётное усилие для съёмника.

Принято [q] = 13 Н/мм².

Количество витков гайки z = 15.

Определяем конструктивные размеры гайки:

Высота гайки Н, мм:

                                                                                         (6.11)

где р – шаг резьбы, мм.

Высота заплечика h, мм:

                                                                                  (6.12)

Наружный посадочный диаметр D, мм:

                                                                             (6.13)

где [δ_н] – допускаемое напряжение изгиба.

Для гаек изготовленных из стали [δ_н] = 110…150 Н/мм².

Принято [δ_н] = 150 Н/мм².

Размер диаметра буртика D₁, мм:

                                                                                          (6.14)

Определяем конструктивные размеры головки винта.

Высота Н₂, мм:

                                                                                             (6.15)

где d – номинальный диаметр, мм;

Диаметр головки винта d₄, мм;

                                                                                             (6.16)

Диаметр отверстия под рукоятку d₀, мм:

                                                                                             (6.17)

где d_p – диаметр отверстия под рукоятку;

d_p = 32,5 мм.