5.2.3. Определение размеров винтов в опасных сечениях.

Основным параметром винта является диаметр его в опасном сечении. Опасным сечением является сечение, в котором диаметр винта должен быть наименьшим.

Как установлено при анализе структурной схемы, винты работают на сжатие (растяжение) и кручение. Из условия прочности по этим видам деформаций;

наименьший диаметр винта , мм^*)

где К – коэффициент, учитывающий скручивание винта;

К=1,25…..1,35 –если винт скручивается только моментом в резьбе;

К=1,3…..1,5 –если винт скручивается суммарным моментом в резьбе и опоре;

А – площадь винта в опасном сечении;

–допускаемое напряжение при расчете на сжатие (растяжение);

,Мпа.

__________________

*) здесь и далее все результаты вычислений обозначаются штрихом, а все окончательно принятые значения параметра - без штриха

Например: -вычислено,– принято.

σ_Т – предел текучести, выбранного для изготовления винта материала;

n =(3..5) – коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности назначается в зависимости от степени опасности последствий отказа винта. Очевидно, что в случае съемника для втулок коэффициент запаса можно взять меньше, а в случае домкрата - больше. Полученное значение допускаемого напряжения нужно округлить до целого числа в меньшую сторону.

Значение вычисляется с точностью до сотых долей.

Если минимальным является внутренний диаметр резьбы винта (задания 2,3,6,7) и резьба по заданию стандартная, то по полученному значению из соответствующего стандартаподбирается такая резьба, у которой внутренний диаметр d₁ будет ближайшим большим к .

Если резьба нестандартная – прямоугольная, то параметры её назначаются. Обычно принимаются:

- округляется до целого четного числа в большую сторону и принимается как внутренний диаметр ;

шаг резьбы- ;

высота витка - ;

глубина нарезки - (рис. 4.1.б)

Если минимальным является диаметр проточки d_пр (задания 1, 4; рис 5.2 и 5.3), то полученное из расчета значение округляется до ближайшего целого и принимается в качестве.

Внутренний диаметр резьбы: +(3,0…5)мм.

Затем, как описано выше, либо подбирают резьбу по стандарту, либо принимают её параметры.

В задании 5 винт работает на растяжение с кручением, а на нижнем конце его выполняется зуб (рис. 5.5.а) . Сечение зуба по плоскости А-А – прямоугольник, ослабленный отверстием под ось d₀. Сечение в месте перехода от винта к зубу В-В – прямоугольник. Сечение винта по внутреннему диаметру резьбы – круг. Все эти сечения должны быть равнопрочны. Для того, чтобы добиться этого нужно выполнить следующие операции.

Определить диаметр оси d_0, и диаметр отверстия проушины винта d_оз. (для задания №5)

Оси изготавливаются из среднеуглеродистых сталей: ст.4; стали 35, 40, 45, как правило, без термообработки. Если прочность оси будет недостаточна, то произойдет её срез по двум плоскостям «к-к» и «m-m» (рис 5.5.б).

Поэтому () отсюда

, мм,

где [_ср] = (0,3…0,4)σ_т, МПа материала оси.

Полученную величину округляем в большую сторону до целого числа по гост 6636-83 «Нормальные линейные размеры в машиностроении»;

Диаметр отверстия в зубе принимается на 0,5…1 миллиметр больше диаметра оси: d_оз = d₀ +(0,5…1)мм

Расчет размеров проушины винта (для задания №5).

Ширина проушины «b» может быть:

Вариант №1: меньше ( не менее 15 мм.), но тогда на конце винта выполняют зуб (рис 5.5.а).

Вариант №2: несколько больше наружного диаметра винта (см. лист задания и рис.5.7.)

Вариант №1

а) Определить толщину зуба «».

На поверхности контакта деталей ось – зуб под нагрузкой возможно смятие ().

При расчетах на смятие цилиндрических поверхностей . Поэтому, мм.

где =0,8, МПа.

Полученное значение принимается равным ближайшему большему целому числу. Но делать<15мм не нужно.

б) Размеры зуба в сечении А-А (рис. 5.5.а)

Необходимо найти из условия прочности на растяжение:

Толщина «b» принята ранее (п.а)

Ширина , мм.

Округлить до ближайшего целого значения Н_1.

Тогда радиус скругления R₂ = 0,5 Н₁

С₄ = 5мм.- размер обеспечивающий выход резьбонарезного инструмента.

в) Размеры зуба в сечении В-В(рис. 5.5.а)

Необходимо проверить прочность сечения при действии растягивающих нагрузок

_.Толщина «b» принята ранее (п.а) , - из удобства изготовления.

где d₁ - внутренний диаметр винта

Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить толщину зуба.

Вариант №2:

Рис. 5.7.

Задаем ширину зуба b= d +(4…6)мм

Проушина винта в сечении А–А работает на растяжение:

,

Принимаем D_пр > b + (4…6 мм).