66. Сравнительная оценка передачи трением скольжения с передачей трением качения.

Достоинствами передачи винт—гайка скольжения являются большой выигрыш в силе, высокая точность перемещений, ма­лые размеры, возможность обеспечения самоторможения, что позволяет широко использовать ее в грузоподъемных меха­низмах, например в винтовых домкратах, в механизмах подач станков и приводах роботов, а также в измерительных и регулировочных механизмах. Достоинства передачи винт-гайка качения — сравнительно высокий КПД, высокая жесткость (с предварительным натягом полугаек), малый из­нос в сравнении с передачами скольжения.

К недостаткам передачи винт-гайка скольжения следует отнести низкий КПД в передачах скольжения, невозможность получе­ния больших скоростей поступательного движения.

Недостатком передачи винт-гайка качения является сложность и дороговизна изготовле­ния.

67. Основные параметры и типы резьб, применяемые в резьбовых передачах.

Чтобы увеличить КПД в передачах применяют трапецеидальные и упорные резьбы

Трапецеидальная резьба

d – наружный диаметр резьбы винта

d₃ – внутренний диаметр резьбы по впадине

d₂ – средний диаметр

H₁ – рабочая высота профиля

P - шаг

Упорная резьба

d – наружный диаметр резьбы винта

d₃ – внутренний диаметр резьбы по впадине

d₂ – средний диаметр

H₁ – рабочая высота профиля

P - шаг

68. Материалы и виды термических обработок, применяемые для изготовления основных элементов резьбовых передач.

1) углеродистые стали (для легко нагруженных деталей), легированные стали (для тяжелого нагружения)

2) Спецстали (жаропрочные, работающие в агрессивных средах, вакууме)

3) Цветные сплавы (латунь, бронза, дуралюмин)

Согласно ГОСТ 17594-87 существует 12 классов прочности резьбовых деталей.

Если класс прочности 4.6, то σ_в=4*100 МПа, σ_т=4*6*10 МПа

Если класс прочности 5.8, то σ_в=5*100 МПа, σ_т=5*8*10 МПа

Допускаемые напряжения при статическом нагружении:

1) растяжение

S – коэффициент запаса, при точном расчете и контролируемой затяжке 1.2…1.5.

Меньшие значения для резьб большого диаметра и наоборот.

2) кручение (срез)

В паре винт—гайка скольжения для повышения износос­тойкости и снижения склонности к заеданию материал одной из деталей должен быть антифрикционным. Поэтому обычно используют стальные винты в сочетании с бронзовыми, реже чугунными гайками. Для изготовления винтов применяют стали 45, 50 улучшенные, стали 65Г, 40Х с закалкой и после­дующей шлифовкой, стали 40ХФА, 18ХГТ с азотированием для уменьшения искажения формы и размеров винтов в ре­зультате закалки. Гайки выполняют из оловянистых бронз, например БрО10Ф1, в менее ответственных конструкциях из безоловянистого сплава ЦАМ 10-5, а при малых скоростях скольжения и нагрузках используют антифрикционный чу­гун.

69. Причины выхода из строя резьбовых передач. Критерии расчета передач трением качения и трением скольжения.

Основным критерием расчета является изнашивание.

Критерии расчета:

1) Расчет из условия износостойкости

где F – осевая сила, d₂ – средний диаметр резьбы, H₁ – рабочая высота профиля, z=H_г/P – число витков резьбы, приходящаяся на высоту гайки.

Эта формула неудобна для практического использования, т.к. резьбы геометрически подобны, то вводят коэффициенты (рабочей высоты винта) и(высоты гайки).

2) Если не допущена обратимость движения то проверка выполняется на условие самоторможения.

Ψ<φ₁

3) Если стержень работает на сжатие выполняют проверку винта на устойчивость

- A – площадь сечения винта по внутреннему диаметру, [σ]_сж – допустимое напряжение сжатия.

φ – коэффициент понижения допускаемого напряжения, который выбирают по таблице в зависимости от гибкости винта.

- гибкость, гдеl – длина неопорного участка (за расчетный принимают крайнее положение гайки, когда винт нагружен по максимальной длине).

- радиус инерции сечения, J – момент инерции сечения,, μ – коэффициент приведенной длины, учитывающий способ закрепления концов винта.

Если гибкость >100, то используют формулу Эйлера

, S – коэффициент запаса.

4) Сильно нагруженные винты рассчитывают на эквивалентные напряжения

5) Проверяют опору гайки на смятие, если гайка стоит примерно так:

Причины выхода из строя:

1) под действием контактных напряжений даже при хорошей смазке возникает при длительной работе выкрашивание – результат износа, эти повреждения определяют гарантированный расчетный ресурс передачи

2) смятие рабочих поверхностей, дорожек и тел качения. Причина – повышения допустимой нагрузки

3) преждевременное изнашивание вследствие повышенного скольжения в контакте тела качения с винтом и гайкой возникает вследствие попадания абразивных частиц, как снаружи, так и изнутри вследствие выкрашивания => ставят уплотнительные гайки из пластмассы для очистки резьбы

4) потеря устойчивости.