3.1. Математическая модель рукоятки
Обуславливающая работоспособность рукоятки, математическая модель состоит из условий:
условие прочности на изгиб:
;условие равновесия:
3.1.1. Работа с математической моделью рукоятки
Проектировочный расчет рукоятки заключается в определении ее расчетной длины.
Расчетная длина рукоятки определяется из условия:
,
Нм
Момент TР определяется, как момент необходимый для предварительного сжатия пружины перед работой экспериментальной установки.
В зависимости от частоты и длительности работы установки, сила воздействия на рукоятку FР принимается по следующим соображениям:
FР = 120.. .200 Н - при длительном и частом режиме работы;
FР = 250.. .300 Н - при кратковременном режиме работы;
m = 1 или 2.
Желательно, чтобы LР была не более 1200 мм, в этом случае принимаем m = 2
Общая длина рукоятки:
,
мм
В итоге:
ТР = 144 Н*м
Т = 288 Н*м
m = 2
FP = 180 Н
LP = 400 мм
L0 = 500 мм
LИ = 350 мм
Критерием работоспособности рукоятки в данном механизме является статическая прочность при изгибе.
Условие прочности выглядит следующим образом:
где: 
- напряжение при изгибе, МПа;
- допускаемое напряжение при изгибе,
МПа.
где: 
- предел текучести, МПа;
- запас прочности
Выбирается из
соотношения 
Материал рукоятки – Сталь Ст3
Напряжение при изгибе определяется по формуле:
Из выше перечисленных формул выразим диаметр ручки:
Полученное значение диаметра ручки округляется до стандартного значения, из ряда предпочтительных чисел по ГОСТ 66336-69.
В итоге:
= 230 МПа (для материала Сталь Ст3);
= 1,6
= 
= 350 мм
= 20 мм
3.1.2. Проверочный расчет по условию прочности на изгиб
В итоге:
= 155,6 Мпа
= 76,3 Мпа
– условие прочности выполняется
3.2 Математическая модель винта
Интенсивность изнашивания зависит от: нагрузки на единицу площади, материала, температуры, наличия смазки, шероховатости поверхности, скорости скольжения.
Для того чтобы деталь была износостойкой, необходимо, чтобы интенсивность изнашивания была не очень высокой, что гарантирует её длительную работу.
Поэтому в упрощенном виде условие износостойкости можно записать в виде:
3.2.1. Работа с математической моделью винта
3.2.1.1 Проектировочный расчет
Проектировочный расчет винта включает в себя определение стандартных параметров заданной резьбы: диаметров и шага; с учетом критериев работоспособности, а именно износостойкости винтовой пары
где: р – удельное давление на витках резьбы, МПа;
[р] – допускаемое удельное давление на витках резьбы, МПа.
Допускаемое удельное давление в витках резьбы [р] для пары материалов сталь незакалённая - бронза оловянная определяется из диапазона [p]=8..10 МПа.
Принимаю: [р] = 10 МПа.
Рядом параметров резьбы можно пренебречь, учитывая, что они лишь повышают работоспособность, например: углом профиля резьбы (полагая, что α=0, т.е. имеем прямоугольную резьбу); полагаем, что нагрузка на сопряженные витки резьбы распределяются равномерно.
Тогда удельное давление можно определить в общем виде из следующего выражения:
где: Fn - нормальная сила, действующая в витках резьбы, Н;
Аn - площадь соприкосновения витков резьбы винта (гайки), мм2;
F - осевая нагрузка на винтовую пару (усилие, которое передается от рычага непосредственно винту и пружине), Н;
А - площадь проекции одного витка резьбы на плоскость, перпендикулярную к оси винта, мм2 ;
z - количество витков.
где: d2 - средний диаметр резьбы, мм;
h - высота профиля резьбы, мм.
Введём в формулу удельного давления вспомогательные коэффициенты γ1 и γ2:
где: γ1 - коэффициент рабочей высоты профиля резьбы;
γ2 - коэффициент высоты гайки.
где: Р – шаг резьбы, мм.
Для трапецеидальной резьбы γ1 = 0,5.
где: НГ – высота гайки.
Коэффициент высоты
гайки выбирается из диапазона 
Принимаю 
Расчетное значение
среднего диаметра резьбы 
определяется из выражения:
В соответствии с
найденным расчетным значением 
,
по ГОСТ 9484-81 выбираем стандартные
параметры заданной резьбы:
d2 = 40мм
d = 47мм
d3 = 36мм
PШ = 7мм
Исходя из полученных данных, получаем ряд величин по формулам:
3,5
мм
79
мм
Проверка найденного значения по условию износостойкости:
98МПа
Износостойкость винтовой пары обеспечена.