2.2 Проверочный расчет

Кроме деформации смятия по рабочей поверхности, витки резьбы испытывают деформации изгиба и среза по корневому цилиндрическому сечению. В работе проверены витки гайки, поскольку она сделана из менее прочного материала, чем винт. При расчёте предполагалось, что осевое усилие распределяется по виткам равномерно и угол подъёма настолько мал, что изначальную винтовую линию резьбы можно заменить кольцом. Затем это кольцо условно разрезано и развёрнуто (см. рис. 6).

Рисунок 6 – Расчетная схема витка резьбы

Условие прочности витка на изгиб как консольной балки:

, (12)

где – толщина ниток резьбы в корневом сечении, для упорной резьбы 0.74; допускаемые напряжения изгиба для бронзы, МПа.

МПа.

Тогда

,

условие выполнено.

Условие прочности витков на срез:

, (13)

где MPa – допускаемые напряжения среза, МПа.

Тогда

,

условие выполнено.

2.3. Расчет заплечика

Размер заплечика  (см. рис. 7) определен из условия ограничения смятия гайки под действием силы F:

(14).

Допускаемые напряжения смятия для бронзы приняты равными:

МПа.

Рисунок 7 – Размеры заплечика

Тогда

мм.

Рассчитанный размер заплечика оказался слишком мал, поэтому определим его конструктивно, в соответствии со следующей рекомендацией =(1.5…1.7)c = 4 мм, где c – размер фаски, мм. Размер фаски зависит от наружного диаметра винта.

Высота заплечика h определена из условия изгиба его под действием силы F без учёта запрессовки и трения на поверхности гайки. При этом, как и при расчёте витка резьбы, изначальное кольцо разрезано и развёрнуто. Принято также, что сила приложена на максимальном удалении от опасного сечения, т.е. на краю отверстия.

Тогда условие прочности заплечика на изгиб как консольной балки:

(15),

где [_и] – допускаемые напряжения для материала гайки, [_и] = 58,7 МПа [1].

Отсюда

мм.

Принято h = 6 мм.

2.4. Расчет фиксирующего элемента

Гайка установлена в корпус по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга и удержания гайки от проворота при работе механизма гайка в корпусе зафиксирована штифтом из сталь 45 ( МПа).

Диаметр штифта d₀ (см. рис. 8) определён из условия прочности его на срез:

Рисунок 8 – Фиксация гайки в корпусе

(16);

мм.

Окончательно получим d₀ = 4 мм

Длина штифта, которой он входит в гайку, рассчитана по условию смятия боковой поверхности отверстия в гайке площадью под действием момента винтовой пары

(17),

Откуда

мм.

К рассчитанной длине прибавлена толщина стенки корпуса 6 мм и подобран штифт с ближайшими стандартными размерами: Штифт 4 х 10 ГОСТ 3128-70.

3 Расчет рукоятки

Для рукоятки выбран материал сталь3, МПа.

Усилие на рукоятке Q, необходимое для привода механизма, принято равным 150 Н. Длина рукоятки рассчитана из условия превышения движущего момента над моментами сопротивления:

мм.

Принято мм.

Диаметр рукоятки определён из расчета ее на изгиб как консольной балки, условно заделанной по оси винта:

, (мм).

Выбираем диаметр рукоятки мм.