Резьбовые соединения: Методическое пособие по самостоятельному выполнению студентами расчетно-графических работ, страница 4

при этом значения  определяются формулой (3.4):                 ,

где  - радиус инерции круглого сечения, который в свою очередь  определяется формулой:    ,

где  - внутренний диаметр резьбы силового винта,                      

 - коэффициент приведения длины сжатого участка винта, определяемый в зависимости от способа закрепления концов винта (см. табл. 3.2), причём:

- - при шарнирном закреплении обоих концов винта, либо один конец направляется гайкой (ходовые винты);

- - когда один конец винта свободный, другой жёстко закреплён либо направляется гайкой (винт домкрата);

-   - когда один конец винта закрепляется жёстко или направляется гайкой, а другой конец закреплён шарнирно (винт преса);

- - оба конца винта закреплены жёстко.

Расчетная наибольшая длина сжатой части винта  (рис. 5.1) определяется следующей зависимостью:            ,

где  - высота головки винта, мм; .   - наружный диаметр резьбы винта.

8.  Определяем высоту гайки (рис. 5.1) по формуле (3.6):  ,  где коэффициент высоты гайки , принимается для сплошных гаек в пределах ,  для разъёмных гаек - . - высота гайки определяется также и по формуле (3.10): , где  - число витков резьбы гайки,   - шаг резьбы.

9.  Определяем внешний диаметр силовой гайки (см. рис 5.1), по условию её прочности на растяжение, по формуле (3.11):          ,

где  - коэффициент учитывающий влияние крутящего момента.

Допускаемые напряжения на растяжение материала гайки для бронзы МПа, для чугуна МПа.

10.  Определяем диаметр буртика гайки по условию её прочности на смятие согласно формулы  (3.12):         , где   . 

11.Высоту буртика (рис 5.1 в) принимаем из соотношения   

и проверяем сечение  а - а на срез (см. рис. 3.1) по формуле (3.14):

                    ,

где допускаемые напряжения на срез, которые равны:

-  для бронзы  МПа,

-  для чугуна  МПа.

12.          Выполним расчет опорной поверхности чашки домкрата (рис. 5.1,б) по условию ограничения износа:   для кольцевой опорной поверхности   (рис. 5.1,б) конструктивно принимаем внутренний диаметр опорной поверхности .

Диаметр опорной поверхности чашки домкрата :   ;  

где допускаемое удельное давление для ограничения износа принимаем  МПа.   Наружный  диаметр опорной гайки рукоятки:          мм;

Для сплошной пятки (см. рис. 2.4) определяем   по условию износостойкости согласно формуле (2.6):

                        ,

Для сферической пятки принимаем, а радиус кривизны (см. рис. 2.5) определяем по условию контактной прочности согласно формуле (2.7): 

                   ,

где  - приведенный модуль упругости, для стальных деталей  МПа,  - предел текучести для стальных деталей при .

Радиус площадки кривизны контакта (см. рис. 2.5) определяем по формуле (2.8):

                                 .

13. Определяем длину рукоятки при условии равновесия моментов, прилагаемых к винту (рис. 5.1,б) по формуле (3.17):   ,

где  - момент трения в опоре,  - момент трения в резьбе. В сумме они равны моменту усилий работника на рукоятке: . При этом момент трения в опорной поверхности силового винта определяется в зависимости от конструкции этой опоры по формулам (2.4):

-  для кольцевой пяты: ,

-   для сплошной (плоской) пяты:  , где  - коэффициент трения сплошной плоской пяты,

-   для сферической пяты:  .

Момент трения в резьбе  находим по формуле (2.5): ,

где  - угол подъёма резьбы, определяемый как :   , (2.1).

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

-  приведенный угол трения:       ,  

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

В знаменателе формулы (3.17):  - количество работников,  - усилие, создаваемое одним работником на рукоятке, принимается  Н,   - коэфициент, учитывающий неудобство одновременной работы на рукоятке нескольких человек.

14. Определяем диаметр рукоятки при условии прочности на изгиб для консольной балки (рис. 5.1) по формуле (3.18):  , мм

где   - плечо изгиба рукоятки, как консольной балки;    .

МПа – допускаемые напряжения на изгиб для сталей марки Ст3, Ст4.  - наружный  диаметр опорной гайки рукоятки:          мм; (см п.12)

15. Расчет стопорного винта поз.5 (рис. 5.1).

Стопорный винт ставится в том случае, если  и проверяется на срез по формуле (4.3):  длина стопорного винта:  ,  где

 где усилие среза на стопорном винте: ,

 - момент сопротивления в винтовой паре  (4.1),

 - момент трения на опорной поверхности буртика гайки, который препятствует её проворачиванию,  - число витков, - диаметр стопорного винта (принимаем М6 или М8 согласно ГОСТ 1478-81, материал выбирается по таблице 2.1), МПа  -  допускаемые напряжения на срез (стали стопорного винта).

          Длину цилиндрической части винта выбираем меньше толщины тела гайки на 0,5 мм. Тогда толщина тела гайки ,    мм.

Стопорный винт проверяется также и на смятие по формуле (4.4):

Длина стопорного винта, определённая по условию на смятие, равна:

    , (4.4)

где  - допускаемые напряжения на смятие материала винта (см. табл. 2.1).

Размеры концов стопорных винтов и их общая длина стандартизированы:

Номинальный диаметр резьбы винта М	, мм	, мм
6,0	4,5	4,0
8,0	6,0	5,0
10,0	7,0	6,0
12,0	9,0	7,0

16.          Определение КПД домкрата:  

                                                         .

где  - момент трения в опоре силового винта домкрата (см. п.13)

коэффициент полезного действия резьбовой пары:

                                             .

17. Определяем основные размеры корпуса домкрата (рис. 5.1).

Высоту корпуса принимают такой, чтобы при ввинченном силовом винте был зазор  10...15мм между винтом и деревянной подставкой, на которую обычно ставят домкрат. Корпус может быть выполнен без наклона или, для большей стойкости домкрата, предусматривают наклон 1/10...1/15. Толщина стенки литого корпуса из технологических возможностей выполнена больше 8 мм, для сварной конструкции > 4 мм.