Основной причиной выхода из строя передач “винт- гайка” являет­ся износ их резьбы. В качестве параметра, характеризующего износостойкость резьбы винтовой пары, принимают значения напряжения сжатия которое не должно превышать допускаемого значения назначаемого исходя изприменяемого антифрикционного материала и условия смазки трущих­ся поверхностей.

2.4.1. Порядок расчета

передачи "винт - гайка"

Исходные данные: - осевая сила винта, Н; L - ход гайки (ползуна), мм.

1. Определить средний диаметр винта

мм,

где - коэффициент высоты гайки, =1,2,…,2,5;для разъемных гаек =2,6,…,3,5; - коэффициент высоты резьбы; -для трапецеидальных и прямоугольных резьб; - для упорных резьб; - для треугольной; - допускаемое напряжение смятия, =11,…,13МПа - закаленная сталь-бронза; =8,…,10МПа - незакаленная сталь-бронза; =4,…,6 МПа - нeзaкаленная сталь-чугун.

2. Согласовать ориентировочное значение с по стандарту. Для трапецеидальной резьбы - ГОСТ 9484-81; для упорной резьбы - ГОСТ 10177-82.

3. Определить размеры гайки:

а) наружный диаметр гайки

мм,

где - наружный диаметр резьбы, мм;- допускаемое напряжениематериала гайки, МПа, для бронзы =34,…,44МПа, для чугуна =20,…,24 МПа; - коэффициент, учитывающий закручивание винта; =1,25- для трапецеидальных резьб; =1,2- для прямоугольных и упорных резьб.

б) высоту гайки

мм.

4. Провести проверочный расчет винта на прочность по гипотезе энергии формоизменения по формуле

,

где - эквивалентное напряжение в опасном сечении винта, МПа; - продольная сила, возникающая в проверяемом сечении, Н, - крутящий момент в проверяемом сечении, Нмм; - внутренний диаметр резьбы, мм; - допускае­мые напряжения для материала винта, -коэффициент запаса; - предел текучести материала винта.

Для нахождения опасного сечения винта необходимо построить эпюры продольных сил и крутящих моментов, которые возникают от трения в резьбе.

5. Сжатые винты проверить нa устойчивость по условию устойчи­вости

,

где - расчетное напряжение в поперечном сечении винта; - допускаемый коэффициент запаса устойчивости для грузовых и ходовых винтов принимают =4,…,5.

Для определения критического напряжения, возникающего в попе­речном сечении - , предлагается следующий порядок:

а) определить момент инерции поперечного сечения винта

б) определить радиус инерции поперечного сечения винта

в) определить гибкость винта

где- коэффициент приведения длины, учитывающий способ закрепления концов винта, - оба конца винта оперты шарнирно: - один конец свободен, другой заделан; - один конец заделан, другой закреплен шарнирно; - оба конца заделаны; - конструктивная длина вала.

г) определить .

Если винт большой гибкости, т.е. (- предельная гибкость материала, табл. 20), то критическое напряжение определяют по формуле Эйлера.

где - модуль продольной упругости материала винта;

МПа - сталь;

МПа - чугун;

МПа - бронза.

Таблица 20

Значения параметров гибкости для сталей

Марка стали			,МПа	,МПа	,МПа
Ст 5	92	57	343	1,39	270
Сталь 40	85	60	578	3,75	390
Сталь 50	82	50	404	1,23	520

Если винты средней гибкости, для которых соблюдается условие (- гибкость, при которой критическое напряжение равно пределу текучести (см. табл. 20, табл. 13), то определяется по формуле Ясинского

,

где - эмпирические коэффициенты (см. табл. 20).

Если винты малой гибкости, для которых соблюдается условие , то принимают .

Это означает, что для такого винта специального расчета на устойчивость проводить нет необходимости.