2. Определение длины и диаметра рукоятки

2.1. Определение длины рукоятки.

Момент, который должен создать рабочий для вращения винта, равен сумме моментов в резьбе и в пяте Т = 27931 Н·мм (определен в п.п. 1.7).

Длина рукоятки определяется по зависимости [1]:

,

где Р_Р - усилие рабочего, n_Р - число рабочих.

Усилие рабочего принимаем 100 Н. Тогда длина рукоятки будет равна

мм.

Конструктивная длина рукоятки, с учетом ширины ладони рабочего b_л=100 мм

L_pк = L_p + 0,5b_л = 279 + 0,5·100 = 329 мм.

Принимаем: L_pк = 329 мм.

2.2. Определение диаметра рукоятки.

Диаметр рукоятки определяется из условия ее прочности по изгибу в опасном сечении

,

где [_и] - допускаемые напряжения на изгиб для материала рукоятки.

Назначаем материал для рукоятки ст4 с пределом текучести _т = 260 МПа , определяем допускаемые напряжения на изгиб

[_и] = _т / [S] = _т / 2,5 = 260 / 2,5 = 104 МПа,

где S = 2,5 (принято по рекомендациям.

Определяем диаметр рукоятки по зависимости

мм.

Принимаем: d_p = 14 мм.

3. Расчет гайки

3.1. Определение наружного диаметра гайки.

Высота гайки (рис. 5) определена в п.п.1.4 и составляет H_г = 40 мм.

Рис. 5

Наружный диаметр гайки D_Г, работающей на растяжение и кручение определяется по зависимости [2]:

Здесь: D₄ - внутренний диаметр резьбы гайки (рис. 4, 5), равный

D₄ = d + 2·a_c = 24 + 2·0,5 = 25 мм;

1,3 - числовой коэффициент, учитывающий кручение тела гайки;

[_р] - допускаемое напряжение при растяжении для материала гайки, определяется по зависимостям (1.18) … (1.20), но коэффициент S₂ для бронзовой гайки принимаем равным S₂ = 1,5, а = 0,86 . Тогда коэффициент запаса прочности, определяемый по зависимости (1.19), будет равен

S = S₁ · S₂ · S₃ =1,4·1,5·1,2 = 2,52, а допускаемое напряжение при растяжении для материала гайки

МПа .

Подставляя значения параметров, определяем наружный диаметр гайки

мм.

Из технологических условий изготовления гайки (для обеспечения возможности нарезания трапецеидальной резьбы) минимальная толщина стенки гайки, согласно , должна быть не менее

S_г = 0,1·d + 3 мм,

S_г = 0,1·24 + 3 = 5,4 мм.

Следовательно, по технологическому условию минимальный диаметр гайки должен быть равен [2]

D_г = D₄ + 2·S_г ,

D_г = 25 + 2·5,4 = 35,8 мм.

Принимаем: D_г = 40 мм.

3.2. Определение диаметра буртика гайки

Диаметр буртика гайки D_Б (рис. 5) определяется из условия его прочности на смятие по зависимости [2]

Задаваясь допускаемым напряжением смятия [_см] = 35 МПа , после подстановки числовых значений получим

мм.

Принимаем: D_Б = 50 мм.

3.3. Определение высоты буртика гайки.

Высоту буртика h_Б (рис. 5) определяем из условия прочности на изгиб

.

Принимая допускаемое напряжение изгиба [_и] = 60 МПа [2], определяем высоту буртика

мм.

Одновременно с напряжением изгиба действует напряжение среза . Условие прочности имеет вид [1]

Согласно [2] =35 МПа, тогда высота буртика будет равна

мм.

Принимаем: h_Б = 10 мм.

3.4. Определение толщины стенки гайки.

Толщина стенки гайки (рис. 5) определяется по очевидной зависимости

S_Г = 0,5 · ( D_Г - D₄ ) = 0,5 · ( 40 – 25 ) = 7,5 мм.

3.5. Проверка возможности проворачивания гайки в корпусе.

Если момент в резьбе Т_р, стремящийся провернуть гайку относительно корпуса, больше момента трения Т_Б, возникающего на поверхности буртика гайки под действием силы Q, то необходимо определение размеров стопорного винта из условия прочности на срез.

Считая, что гайка посажена в корпус без натяга, момент трения на опорной поверхности буртика гайки определяется по зависимости

.

Здесь f - коэффициент трения между буртиком и корпусом, в соответствии с рекомендациями f = 0,12.

Подставляя числовые значения параметров в , получим

Н·мм.

Так как момент в резьбе T_р = 25800 Н·мм < T_Б = 32533 Н·мм, то теоретически гайка в корпусе провернуться не может.