2.4. Проектирование гайки ходового винта

Гайка ходового винта совместно с ходовым винтом преобразует вращательное движение в поступательное, обеспечивает подъём, удержание и опускание груза. Витки резьбы гайки контактируют с витками резьбы гайки. Тело гайки находится под действием сжимающей силы Q и крутящего момента Т_вп. Гайка опирается на корпус домкрата; от вращения в корпусе домкрата гайка удерживается стопорным устройством (обычно стопорным винтом).

Гайка опирается на корпус домкрата буртиком (рис. 12,а) или торцом (рис. 12, б).

Возможные виды отказа:

– износ рабочей поверхности витков ходовой резьбы гайки;

– срез витков резьбы гайки под действием силы Q;

– пластическая деформация (или разрушение) тела гайки от действия растягивающей силы Q и крутящего момента Т_вп;

– смятие поверхности контакта С-С гайки с корпусом домкрата под действием силы Q;

– срез фланца гайки (рис. 12, а) или выступа на корпусе домкрата (рис.12, б) под действием силы Q;

– смятие поверхности контакта стопорного винта с отверстием в гайке.

2.4.1. Износостойкость витков резьбы гайки обеспечена выбором параметров винтовой пары согласно критерию (10).

2.4.2. Критерий прочность витков резьбы гайки при срезе запишем в виде s =_т /  [s] =3, где _т  0,6_т, _т – предел текучести материала гайки.

Напряжение среза  = Q/A_cp = Q/(d K_P z), где K_P – толщина витка гайки в плоскости среза (по диаметру d, рис. 13, а); K_Р = 0,64Р трапецеидальной, K_Р = 0,76Р упорной и K_Р = 0,87 Р метрической резьбы

2.4.3. Критерий статической прочности тела гайки запишем аналогично критерию прочности тела винта (12). Поперечное сечение тела гайки – кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру D резьбы, а внешний диаметр равен D_г. Примем толщину стенки гайки равной (1,0…1,5)Р и, соответственно, D_г = D + (1,0…1,5) Р. Значение D_г принимается из ряда нормальных линейных размеров: …24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 45, 48, 50, 53, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85…

Выполните проверочный расчёт принятого значения D_г по критерию (12), используя при расчёте значения площади А и момента сопротивления кручению W_p кольцевого сечения тела гайки.

2.4.4. Критерий отсутствия смятия поверхности контакта «фланец гайки – корпус домкрата» запишем аналогично (9) _см  [_см].

Примем [_см] = 0,6_т для бронзы и [_см] = 0,3_пч для чугуна.

Поверхность контакта имеет форму кольца, внешний диаметр которого D_ф назначается с учётом фаски f и радиуса r галтельного перехода от тела гайки к фланцу:

D_ф  D + 2(r + f) + (4 …6) мм и А_см = 0,25 [(D_ф – 2 f)² – (D + 2r) ²].

Примите r  0,05D_г и f  0,02D_г из ряда нормальных линейных размеров:…1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0…

Выполните проверочный расчёт значения D_ф по критерию (9).

2.4.5. Критерий отсутствия среза буртика фланца гайки запишите, используя расчётную схему на рис. 13, в. Приняв h_ф (0,2…0,25) Н_г, выполните проверочный расчёт принятого значения h_ф.

2.4.6.Критерий отсутствия смятия поверхности контакта стопорного винта и конического отверстия в теле гайки ходового винта (рис. 14) запишите, используя расчётную схему на рис. 14.

Расчётная площадь смятия можно принять равной площади трапеции высотой l₁, длиной большего основания d_в и длиной меньшего основания d_в – 2 l₁.

Значение l₁ = 3 мм для винта М8 и l₁ = 4 мм для винта М10.

М

Рис. 14. К определению _см поверхности контакта стопорного винта и гайки

омент, вызывающий поворот гайки ходового винта, М_св  Т_вп – М_ф, где момент сил трения в плоскости СС (рис. 12) М_ф  ¼ f_cc Q(D_ф + D_г). Для пары «бронза – серый чугун», учитывая возможность попадания смазки в зону

контакта, принимаем коэффициент трения в плоскости СС f_cc = 0,06.