Винтовые механизмы.

Винтовые зажимные устройства (рис. 6,7) применяются в приспособлениях с ручным закреплением заго­товок, в механизированных приспособлениях и на автоматиче­ских линиях в приспособлениях-спутниках. Они просты и надеж­ны в работе.

Усилие, развиваемое винтовым механизмом, зависит от вели­чины приложенного момента, формы рабочего торца винта и вида резьбы.

Условия самоторможения винтового механизма определяются по зависимости: а < cp„_p. Вследствие того, что для крепежных резьб величина угла подъема составляет от 1,5 до 4° а приведен­ный угол трения изменяется в зависимости от величины коэф­фициента трения в пределах от 6 до 16° то все крепежные резьбы являются самотормозящими.

Исходя из условий закрепления заготовки, выбирают тип нажимного винта, вычисляют КПД механизма и крутящий момент М_кр, который нужно приложить к винту для надежного закрепления заготовки. Если КПД меньше 0,4, винтовой меха­низм надежен против самоотвинчивания; в противном случае для винта следует выбрать резьбу с мелким шагом.

При откреплении детали момент нужно увеличить примерно на 20 % по сравнению с закреплением.

Так как большинство винтовых механизмов самотормозя­щие, то их КПД меньше 0,5. Расчет винтовых зажимных устройств проводится в следую­щей последовательности.

Рис. 6. Резьбовой механизм зажима.

Рис. 7. Винтовые зажимные устройства:

а — нажимной винт со сферическим торцом 1 и рукояткой 2; б — нажимной винт с плос­ким торцом 1 и рукояткой 2; в — нажимной винт с башмаком (бугелем) 1 и рукоят­кой 2; г — нажимная гайка 1 круглой формы с рукояткой 2; д — нажимная гайка 1 шестигранной формы с ключом 2.

Определяется номинальный (наружный) диаметр резьбы винта d (рис. 7) по формуле

где С — коэффициент, для основной метрической резьбы С=1,4; W — потребная сила зажима, Н; — допускаемое напряжение растяжения (сжатия), для винтов из стали 45 с учетом износа резьбы можно принимать = 80... 100 МПа.

Полученное значение d округляется до ближайшего больше­го стандартного значения. Обычно в приспособлениях применя­ются резьбы от Мб до М48.

Далее определяется момент М, который нужно развить на винте (гайке) для обеспечения заданной зажимной силы W:

,

где г_ср— средний радиус резьбы (можно принимать r_cp = 0,45d); — угол подъема резьбы (для резьб от М8 до М52 а изменяет­ся от 3° 10' до 1° 51'); — угол трения в резьбе; М_тр— момент трения на опорном торце гайки (рис. 7 г, д) или в месте кон­такта торца нажимного

винта (рис.7, а, б, в): ; — приведенный радиус кольцевого торца, для гаек ; D — наружный диаметр кольцевого торца гайки.

При средних значениях = 2° 30'; ф=10° 30'; D=l,7d; f = 0,15 можно пользоваться приближенным расчетом М для гаек и звез­дочек по формуле

М = 0,2dW.

Момент открепления винтового зажимного устройства (при )

С учетом того что при откреплении преодолевается трение покоя, и (коэффициент трения в резьбе) следует брать на 30...50 % большими, чем в случае закрепления заготовки. С уче­том указанного обстоятельства и после всех преобразований можно получить приближенную формулу для момента откреп­ления: M' = 0,25dW.

При расчете винтовых устройств с использованием нажим­ных винтов можно использовать приведенные ниже приближен­ные формулы расчета момента закрепления:

для нажимных винтов, показанных на (рис. 7 а), ;

для нажимных винтов с плоским торцом (рис. 7 б), ;

для нажимных винтов с башмаком (рис. 7 в)

или (при = 118° и =0,16) .

Затем выявляется длина рукоятки (ключа) по заданной силе воздействия (при ручном зажиме ) из условия равновесия гайки (винта): . Отсюда . Если длина рукоятки известна, из условия равновесия находится , т. е. , и сравнивая с силой, прикладываемой рабочим или развиваемой механическим приводом.

Рассчитываем силу зажима:

,

,

, принимаем ,

.

Вывод: В ходе данной лабораторной работы ознакомились с зажимными механизмами: рычажного, клинового, резьбового и эксцентрикового типа. Рассчитали силу зажима для этих механизмов.