Расчеты конструктору
Шрифт:
Высоту гайки назначают в диапазоне от Hg = 1,25 * Dn;
до Hg = 2 * Dn; для обеспечения лучшего центрирования винта.
В виду того, что нагрузку воспринимают не более восьми витков резьбы
– в расчет берут реальное количество витков гайки но не более восьми.
Рассчитаем гайку высотой Hg = 192 мм ( восемь витков ).. Nv = 8…
Расчет на срез витков гайки ( винт более прочный ).
Длина развертки восьми витков винта по наружному диаметру:
Lv = ( sqrt( ( Dn * Pii ) * ( Dn * Pii ) + ( P * P ) )) * Nv;
Lv = ( sqrt( ( 120 * Pii ) * ( 120 * Pii ) + ( 24 * 24 ) )) * 8 = 3022
Толщина витка гайки в месте среза ( для трапецеидальной резьбы ):
Hv = ( P / 2 ) + (( tg ( Ua )) * ( P / 4 ))*2;
Hv = 12 + (( tg ( 15 )) * 6)*2; Hv = 15,2154 мм
Площадь среза восьми витков:
Sv = Lv * Hv; Sv = 3022 * 15,2154 = 45980,9 кв.мм.
Напряжение среза:
Bsg = Fg / Sv; Bsg = 1000000 / 45980,9 = 21,75 H / кв.мм….
Расчет витков гайки на изгиб:
Рассчитываем как консольную балку жестко заделанную в стену.
Высота сечения витка: Hvi = 15,75 мм. ( по прорисовке )..
Длина сечения витка: Lv = 3022 мм. ( из предыдущего расчета )..
Момент сопротивления изгибу сечения:
Hvi=15,75 мм. Взято по прорисовке профиля резьбы.
Wv = Lv * Hvi * Hvi / 6; Wv = 3022 * 15,75 * 15,75 / 6;
Wv = 124940,8 куб.мм.
Плечо изгибающего момента Lp = 7 мм. ( по прорисовке )..
Изгибающий момент: Mv = Fg * Lp; Mv = 1000000 * 7; Mv = 7000000 Н*мм.
Напряжение изгиба: Bvi = Mv / Wv; Bvi = 7000000 / 124940,8; Bvi = 56,03 Н / кв.мм.
Площадь контакта витков гайки с винтом:
Svk = Nv * Pii * (( Dn *Dn ) – (( Dn – P ) * ( Dn – P ))) / 4;
Svk = 8 * Pii * ( (120 * 120 ) – (( 120 – 24 ) * ( 120 – 24 ))) / 4; Svk = 32572,03 кв.мм.
Удельное давление на виток:
Ufv = Fg / Svk; Ufv = 1000000 / 32572,03; Ufv = 30,7 H / кв.мм.
Примечание: Имеем чертежи давно и успешно работающего винтового пресса с усилием на винт 100 Тс.
Чертежи № 211 и № 609 смотри по ссылке ##
Ссылка Studenty.zip : https://disk.yandex.ru/d/orKSVHysYSMK0Q
Studenty.zip : CRC 32 = 77d05e10… Объем -= 77,916,434....
……..
Ссылка Студенту.zip : https://disk.yandex.ru/d/Rbo3M49TP3xMdg
Студенту.zip: CRC 32 = E76A2853… Объем -= 152458350…
…..
Выполняем перерасчет: Наружный диаметр винта = 135 мм. Внутр. диам. гайки = 111 мм.
Шаг ленточной резьбы = 25 мм. толщина витка 12,5 мм. Гайка имеет 12 раб.витков. Бронза.
Длина развертки двенадцати витков гайки по среднему диаметру контакта = 123мм.:
Lv = ( sqrt( ( Dn * Pii ) * ( Dn * Pii ) + ( P * P ) )) * Nv;
Lv = ( sqrt( ( 123 * Pii ) * ( 123 * Pii ) + ( 25 * 25 ) )) * 12 = 4646 мм…
Ширина пояска контакта: Lkk=( 135-111)/2.. Lkk= 12 мм.
Площадь контакта: Skk=Lv*Lkk.. Skk=4646*12.. Skk=55752 кв.мм.
Удельное давление на виток:
Всж= Fg / Skk; Всж= 1000000 / 55752; Всж= 17,94 H / кв.мм.
Как видим, на работающем прессе, напряжения взяты в расчет меньше в 1,7 раза.
Конструктивно там винт не вращается – вращается гайка с опорой на упорный шариковый подшипник.
К резьбе гайки и к опорному подшипнику подведена циркуляционная смазка.
В результате потери на трение существенно снижены.
Примечание: Параметры антифрикционной литой бронзы ГОСТ 613-79.
марки БрО5Ц5С5 – Врем.сопрот.=176,2 МПа ( 18 кгс/кв.мм.).
марки БрО10Ц2 – Врем.сопрот.=225,5 МПа ( 23 кгс/кв.мм.).
Бронза значительно мягче стали ( модуль упругости меньше ). Сталь Е=210000.. Бронза Е=100000 МПа…
Бронза хорошо прирабатывается к профилю винта, поэтому распределение нагрузки
по виткам резьбы более равномерное, чем у стальной гайки.
Смотрим таблицу допускаемых напряжений в резьбе по Д.Ф. Гуревичу..
Примечание:
Для треугольной резьбы с углом профиля 60 град… ГОСТ 9150-2002.
Hmr=0,866025403*P.. Высота треугольника построения профиля.
Ds=(Dn+Hmr/4)-Hmr.. Средний диаметр резьбы.
DVG=(Dn+Hmr/4)-(1,5*Hmr).. Отверстие гайки.
DVR=Dn-(1,22687*P).. Внутренний диаметр резьбы винта.
Hv=0,8695*P.. Расчетная высота сечения витка гайки на изгиб.
Lp=0,2706*P.. Плечо изгиб момента для витка гайки.
Hvs=0,86*P.. Расчетная высота сечения витка гайки на срез.
Для винта с трапецеидальной резьбой – с углом 30 градусов..
DVG=Dn-P.. # Отверстие гайки ГОСТ 9484-91.
Ds=(DVG+Dn)/2.. # Средний диаметр резьбы.
Расчетная высота сечения витка гайки на изгиб:
.x=tan(Ua)..
Hv=(P/2)+(((Ds-DVR)/2)*x)..
Lp=(Ds-DVR)/2.. # Плечо изгиб момента для витка гайки.
Расчетная высота сечения витка гайки на срез:
Hvs=(P/2)-(((Ds-DVR)/2)*x)..
Для винта с упорной резьбой : с углом 30 + 3 градусов ГОСТ 10177-82 :
Hmr=1,587911*P.. Высота треугольника построения профиля.
Ds=Dn-0,75*P.. Средний диаметр резьбы.
DVG=Dn-1,5*P.. Отверстие гайки.
DVR=Dn-1,7184*P.. Внутренний диаметр резьбы винта.