II.7. Определение величины предварительного натяга
Mаксимально
и минимально допустимые силы
предварительного натяга на один шарик
и
при
нагрузке на винт Fa
равны:
и
Относительное
осевое перемещение
профилей
резьбы двух гаек, необходимое для
создания
силы натяга
,
приближенно определяется по формуле
где
в мкм,
в
мм,FH
в
Н.
Наибольшая нагрузка на винт, допустимая при данной силе предварительного натяга FH, равна
II.8.Расчет на жесткость
Жёсткость шариковой винтовой передачи определяется жесткостью самого винта при растяжении - сжатии, контактной жесткостью резьбового соединения, пары качения винт - гайка с учетом осевой силы предварительного натяга, жесткостью осевых опор винта и т.д.
Деформация
растяжения (сжатия) винта
определяется по формуле
где
- наибольшая длина винта от середины
опоры досередины
гайки
в м;
в
Н; Е в МПа;
- площадь сечения винта в мм2
и равная
;
-
рабочий
диаметр винта в мм;
в мкм.
Осевое перемещение от контактной деформации в соединении винт - гайка равно
,
где
в
мкм;
и
Fh
в Н;
в
мм;
.
Осевая
податливость опор винта
определяется
по осевой жесткости опор
,
т.е.
; где
в
мкм
в
Н/мкм и определяется по экспериментальным
кривым как функция внутреннего диаметра
подшипника и их предварительного натяга.
Сумма
деформации 
сравнивается с допустимой деформацией
передачи, равной величине зоны
нечувствительности по данной координате.
II.9 Определение кпд передачи
Коэффициент полезного действия передачи винт - гайка качения при преобразовании вращательного движения в поступательное при вращений винта равен
или
приближенно
где
- коэффициент, зависящий от величины
предварительного натяга;
и
-
углы винтовой линии резьбы, рассчитанные
по
рабочему
диаметру винта
и
диаметру окружности центров шариков
и определяемые из выражений
и
;
-приведенный
угол трения, равный
;
- коэффициент
трения качения в мм (для стальных
шлифованных поверхностей
=0,01);
Р
- шаг резьбы в мм;
в
мм.
II.10. Расчет вращающего момента на ведущем эвене
Окружная
сила
на
радиусе резьбы связана с осевой силой
зависимостью
Вращающий момент на ходовом винте равен
или на основании баланса работ
где
Т в
Н.м;
Ft
и
Fa
в
Н;
в
мм;
- КПД передачи винт-гайка.
Момент холостого хода передачи c предварительным натягом определяется из выражения
где
Тх в
Н.м;
Рн - сила натяга на 1
шарик
в
Н;
-
расчетное
число шариков ;
в мм.
II.11. Определение мощности привода
Мощность на ведущем звене передачи винт - гайка качения для создания осевой силы на ведомом звене определяется по формуле
Мощность двигателя в целом привода подач
,
где
N,
в
кВт;
Fa
в
Н;
и
-КПД
передачи винт - гайка и всего привода
подачот
двигателя
до ходового
винта
(т.е. без КПД винтовой передачи);
-
минутная
подача в мм/мин.
Приведенная формула мощности привода задач может быть представлена в виде
где
-
КПД привода подач в целом, включая
передачу винт -гайка качения.
Литература
1.Галимов Р.Х. Металлорежущие станки: каталог кинематических схем, конструкций узлов и механизмов. Тамбов: ТИХМ,1974.-88 с
2.Детали и механизмы металлорежущих станков / под ред.Д.Н.Решетова. М.:Машиностроение,1972.
3.Дунаев П.Ф.Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.:Высшая Школа,1985.
Практическая работа № 3