1.37. Критерии работоспособности передачи винт-гайка – скольжения. Расчет передачи по удельному давлению в резьбе и расчет на прочность и устойчивость:

Критерии работоспособности:

- износ витков резьбы (износостойкость);

- порчность по сжатию (растяжению) и кручению для коротких винтов;

- устойчивость при продольном изгибе для длинных винтов.

Расчет передачи винт-гайка:

Основной причиной отказа передач винт-гайка является износ витков резьбы. Для обеспечения необходимо ограничить давление в резьбе:

Где - осевая сила

d₂ – средний диаметр резьбы

H₁ – рабочая высота профиля

z=H_г/P – число витков резьбы на высоте гайки H_г

коэффициент высоты гайки - - для трапецеидальной резьбы, для упорной - .

Тогда

Формула для вычисления среднего диаметра:

, значение обычно выбирают в пределах 1,25…2,5.

- допускаемое контактное давление – зависит от материала винта и гайки, их механических и физико-химических свойств, шероховатости поверхностей, типа смазки.

Если обратимое движение должно быть исключено (домкрат), то проводят расчет, подтверждающий условие самоторможения:

- приведенный угол трения

- угол подъема винтовой линии по среднему диаметру, - ход резьбы.

Проверка на устойчивость:

Условие устойчивости винта по Эйлеру проверяют по критической силе:

Где Е – модуль упругости материала винта, МПа; S- коэффициент запаса устойчивости; - приведенная длина ( - коэффициент приведенной длины винта, учитывающий способ закрепления винта); ; - максимальная рабочая длина винта; - приведенный осевой момент инерции сечения винта, учитывающий повышение жесткости за счет витков резьбы.

- площадь поперечного сечения винта

- радиус инерции сечения витка

Формула Эйлера применима при - гибкость винта.

Винты любой длины можно проверять по объединенному условию прочности и устойчивости:

- допускаемое напряжение сжатия, где n=2 – для ответственных передач, n=1,5 – для малоответственных передач.

- коэффициент снижения допускаемых напряжений, который определяют из таблицы в зависимости от гибкости.

Сильно нагруженные винты и гайки проверяют на прочность по эквивалентному напряжению:

- допускаемое напряжение растяжения

, где Т – момент скручивающий винт

W₃ – момент сопротивления кручению сечения винта по диаметру d₃.

Длину воротка или диаметр маховичка определяют, приравнивая момент завинчивания к моменту, создаваемому рабочим: , где Н – сила создаваемая рабочим.

- момент сопротивления в резьбе

- момент трения на торце

- средний диаметр торца винта (гайки)

Тогда длина воротка:

2.1 Общие сведения о передачах: назначение, область применения. Краткая классификация передач, их основные характеристики. Принцип работы, кинематика, сравнительная оценка различных типов передач.

Механической передачей называют механизм, который преобразует параметры движения двигателя при передаче рабочим органам машины.

Согласование режима работы двигателя с режимом работы рабочих органов машины осуществляется с помощью передач.

В некоторых случаях передачи используются как преобразователи вращательного движения в поступательное, винтовое.

Все мех. передачи разделяют на 2 группы:

1) передачи, основанные на использовании трения (ременные, фрикционные);

2) передачи, основанные на использовании зацепления (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).

Передачи широко применяются в транспортном машиностроении, станкостроении (передачи ступенчатого регулирования с зубчатыми колесами).

Зубчатые передачи бывают:

– цилиндрические (прямо-, косозубые; планетарные);

– конические (с пересекающимися осями, прямозубые, круговые зубья);

– волновые передачи.

Червячные передачи с перекрещивающимися осями.

Механическая передача, в которой частота уменьшается, момент увеличивается – редуктор; наоборот – мультипликатор.