Резьбовые соединения: Методическое пособие по самостоятельному выполнению студентами расчетно-графических работ, страница 3

Примечание:

Профили и основные размеры упорной и трапецеподобной резьбы приведены ниже:

5. РАСЧЕТ ВИНТОВОГО ДОМКРАТА

Рассчитать и спроектировать винтовой домкрат (рис. 5.1,а) по следующим данным:

-грузоподъёмность, Н;  - высота подъёма груза, мм; тип резьбы.

На рисунке 5.1,а изображены: 1 - корпус; 2 - гайка силовая; З - винт силовой; 4 - чашка; 5,7 - гвинт стопорный; 6 - рукоятка; 8 - шайба ограничительная.

Винтовые домкраты осуществляют подъём и опускание судовых меха­низмов (грузов) во время их проверки и в процессе монтажа. Обычный винтовой домкрат имеет чашку 4, на которую устанавливают поднимаемый груз; корпус 1, ограничительную шайбу 8, которая ограничивает полное вывинчивание из гайки силового гвинта 3. Для уменьшения сопротивления вращению винта, между головкой винта и чашкой может устанавливаться упорный подшипник. Гайка силовая 2 имеет отверстие для рукоятки.

Порядок расчёта следующий:

1.  Составляем конструктивную схему механизма и строим эпюры сил и моментов, которые действуют на винт, гайку и рукоятку (см. рис. 2.3).

Рис 2,3.

Распределение осевых и крутящих моментов по длине силового винта (эпюры осевых , и крутящих моментов)

2.  Выбираем материалы винта (см. табл. 2.1) и гайки домкрата (см. табл. 2.2), и определяем допускаемые напряжения сжатия (см. формулу (2.3): , где         - предел текучести материала винта (стали по табл. 2,1),

 - допускаемый коэффициент запаса прочности, принимается .

Таблица 2,1.  Зависимость допускаемых напряжений от марки стали

Марка стали	Пределы напряжений, МПа			Рекомендуемые значения допускаемых напряжений, МПа
	прочности	текучести	усталости
40	500	270	200	162	108	216
45	500	360	240	216	144	280
50	600	300	240	180	120	240
40Х	800	640	280	384	256	512
40ХН	820	650	360	429	286	455
65Г	736	432	331	285	190	302
40ХГ	981	785	441	518	345	550

Таблица 2,2.  Механические характеристики бронзы

Марки бронзы	Пределы напряжений, МПа
	прочности	текучести	усталости
БрОФ 10 -1	250	200
БрОФН 10 -1 -1	290	170
БрОЦС 6 – 6 - 3	200	90
БрОЦС 5 – 5 - 5	220	90
СЧ 20			360

3.  Принимаем конструкцию гайки сплошной (рис. 5.1,в).

4.  Определяем средний диаметр резьбы  (см.формулу 3.1): ,

где  - допускаемое рабочее давление в резьбе. Принимается для пары сталь-чугун  МПа,  для пары сталь-бронза  МПа. Коэффициент высоты гайки , принимается для сплошных гаек в пределах ,  (- высота гайки) для разъёмных гаек - . Коэффициент высоты резьбы , принимается для трапециеподобных и прямоугольных резьб , для упорных резьб .

5.  По ГОСТ 9484-81, ТОСТ 24738-81, ТОСТ 10177-82 (см. дополнение) принимаем размеры резьбы:,,,, мм из условия, чтобы средний диаметр резьбы был больше расчётного.

6. Проверяем резьбу на самоторможение.

Удобство и безопасность эксплуатации домкратов требует, чтобы резьба силового винта удовлетворяла условию самоторможения, т.е. неравенству , где  и  находим по формулам (2.1)и (2.2):

Тангенс угола подъёма средней линии развёртки резьбы:   ,(2.1).

где  - шаг резьбы,  - число заходов резьбы, - средний диаметр резьбы.

Приведенный угол трения:       ,      (2.2),

где - коэффициент трения резьбовой пары,

-  - угол наклона рабочей стороны резьбы (– для метрической резьбы, – для трапециеподобных резьб, - для упорных резьб, - для прямоугольных резьб).

7. Проверяем винт на устойчивость (продольный изгиб).

Определяем гибкость, потерю устойчивости винта при сжатии, по формуле:     

 ,   (3.3)  где допускаемые напряжения сжатия винта, определяются формулой (2,3): ,  - предел текучести материала винта (стали по табл. 2,1),   - допускаемый коэффициент запаса прочности, принимается .  - коэффициент уменьшения допускаемых напряжений сжатия винта, который зависит от гибкости винта  -  (см. табл 3.1):

Таблица 3.1 Значения коэффициента продольного изгиба винта

Гибкость	Сталь			Чугун АВЧ-1, АВЧ-2, АКЧ-1, СЧ 20	Дюралюминий Д16
	Ст3, 4, 5, 20	Ст 35, 40, 45, 50	65Г, 40Х, 40ХН
0	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
10	0,99	0,98	0,98	0,97	0,999
20	0,97	0,96	0,95	0,91	0,998
30	0,95	0,93	0,92	0,81	0,835
40	0,92	0,89	0,89	0,69	0,700
50	0,89	0,85	0,84	0,57	0,568
60	0,86	0,80	0,78	0,44	0,455
70	0,81	0,74	0,71	0,34	0,353
80	0,75	0,67	0,63	0,26	0,269
90	0,69	0,59	0,54	0,20	0,212
100	0,60	0,50	0,46	0,16	0,172
110	0,52	0,43	0,39	-	0,142
120	0,45	0,37	0,33	-	0,119
130	0,40	0,32	0,29	-	0,101
140	0,36	0,28	0,25	-	0,087
150	0,32	0,25	0,23	-	0,076
160	0,29	0,23	0,21	-	-
170	0,26	0,21	0,19	-	-
180	0,23	0,19	0,17	-	-
190	0,21	0,17	0,15	-	-
200	0,19	0,15	0,13	-	-
210	0,17	0,14	0,12	-	-
220	0,16	0,13	0,11	-	-