2.2. Проектирование ходового винта

Основные виды отказа тела ходового винта:

– потеря устойчивости под действием сжимающей силы;

– недопустимые остаточные деформации при действии сжимающей силы и крутящего момента в наиболее нагруженном сечении винта.

Эпюры силыQ_х, действующей вдоль оси ходового винта, представлена на рис. 11, б. Эпюра момента М_х, вектор которого направлен вдоль оси х, показана на рис. 11, в. Очевидно, что максимальная сжимающая сила равна весу груза Q, а максимальный крутящий момент равен Т_вп. Значение диаметра наименьшего сечения винта d_m несколько меньше внутреннего диаметра резьбы d₃, принятой для дальнейшего проектирования при выполнении п. 2.1.

Критерий статической прочности тела ходового винта при проверочном расчёте запишем в виде s  [s], где примем [s] =3.

П

_т

ри одновременном сжатии и кручении коэффициент запаса

s = _т/ _экв = , (12)

2

где _сж = 4Q/( d_m );  _кр = Т_вп /W_p,

W_p полярный момент сопротивления кручению сечения диаметром d_m,

Т_вп рассчитывается по формуле (2) для ходового винта с резьбой, принятой при выполнении п. 2.1.

Примечание. Если условие (12) не выполняется, необходимо увеличить диаметр d_m. Вероятно придётся принять стандартную резьбу с несколько большим значением d₃.

Критерии устойчивости ходового винта и расчётная схема представлены в п. 1.3. Для определения значения  необходимо конструктивно назначить длину ходового винта l_в  Н_гр + Н_г + l_г, где можно принять длину головки l_г  1,5d (d – диаметр резьбы ходового винта).

Примечание. Если условие устойчивости не выполняется, необходимо принять резьбу с несколько большим диаметром d₃ и определить новое значение Т_вп .

2.3. Проверка соответствия проектируемого домкрата

КРИТЕРИЯМ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

Определив параметры пары «ходовой винт- гайка» и ходового винта и проверив соответствие их критериям надёжности, можно перейти к проверке соответствия проектируемого домкрата критериям функциональности.

Внимание. Рекомендуется дальнейшие расчёты выполнять, одновременно разрабатывая эскиз домкрата.

2.3.1. Проверка самоторможения винтовой пары выполняется согласно п. 1.1. (1).

2.3.2. Проверка энергосилового согласования производится по критерию (1). Этот критерий функциональности используем для определения расчётной длины рукоятки домкрата:

L_p  (T_вп + М_оп)/ [F_p], (13)

Согласно (13) значение L_p всегда больше отношения T_вп/ [F_p]. Вместе с тем длина рукоятки ограничена ([L_p] = 500..600 мм). Вычислив T_вп/[F_p] и сравнив его с предельным значением [L_p], Вы должны оценить, необходимы ли конструктивные изменения грузовой опоры (см. рис. 6).

Для грузовой опоры с кольцевой пятой М_оп = ¼ Q f_оп (D_о + d_о).

Р

2 2

азмеры пяты определим по критерию износостойкости:

р_оп = Q /A_оп = 4Q /[((D_о – d_о )]  [р_оп], (14)

приняв d_о  (0,4…0,5D_о); [р_оп] = (0,15…0,25)_пч и материал грузовой опоры – серый чугун СЧ180 с пределом прочности _пч =180 МПа.

Диаметр D_о должен быть несколько меньше диаметра головки ходового винта d_г  1,5d.

Для грузовой опоры со сплошной пятой М_оп = ¼ Q f_оп D_о, где значение D_о определяется по (14) при d_о = 0. Для грузовой опоры с подшипником качения М_оп = 0,01Q d_п.

2.3.3. Проверка устойчивости домкрата выполняется по (8) при выполнении условия (9). Минимальное значение диаметра основания домкрата D_ос определим по условию (9), приняв конструктивно, что разность (D_ос – d_ос)  60…80 мм.

Подставив полученные значения D_ос и d_ос в (8), определим максимальное значение диаметра грузовой опоры d_гр.

Примечание. На данном этапе Вами может быть разработан эскиз ходового винта и грузовой опоры.