3.1.2. Расчет силового винта

Механические характеристики материала винта _в, _т, _-1 и _-1р назначается по данным таблицы П 1.

Силовой винт рассчитывается по методике, изложенной в 2.1.

При проверке винта на прочность допускаемое напряжение определяется при помощи формул (3), (10) и (7) (см. 1.3). В формуле (10) за опасное напряжение следует принять предел усталости при растяжении _-1р. Запасы прочности n₊₁ и n_-1 вычисляются по формулам (14) и (15) (см. 1.3). Но прежде, чем вычислять величины n₊₁ и n_-1, необходимо определить десять частных коэффициентов (см. 1.3).

У к а з а н и я к в ы б о р у ч а с т н ы х к о э ф ф и ц и е н т о в

Заготовка для изготовления силового винта прокат или поковка. Поэтому S₁=1.1.

Поломка винта пресса вызовет остановку агрегата и силовой винт – деталь дорогая. Следовательно, S₂=1.2. (см. таблицу 1 в 1.3).

Примечание. При проверке на прочность силового винта домкрата (задания четвертое и пятое) следует принять S₃=1.3, т.к. поломка винта домкрата может вызвать аварию.

Все действующие на винт нагрузки известны; расчет точен или приводит к заведомо завышенным расчетным напряжениям. Отсюда K₁=1.

Коэффициент K₂ определяется с помощью формул (12) и (11) (см. 1.3).

Предельное (опасное) напряжение в формулах (9) и (10) соответствует виду деформации. Следовательно, M₁=1.

Приемка деталей (силовых винтов) строгая. Следовательно, M₂=1.05.

Коэффициент M₃ принимается по таблице 4 (см. 1.3) в зависимости от наружного диаметра резьбы винта d.

Коэффициент Т₁ вычисляется по формуле (13) (см. 1.3). Можно принять a=0,0006 (обработка чистовым резцом). В формуле (13) _-1 – предел усталости при изгибе.

Силовые винты получают необходимую термообработку (обычно отжиг). Отсюда Т₂=1.

Силовой винт не имеет деталей, посаженных с натягом и Т₃=1.

3.1.3. Определение размеров гайки винта

Высота гайки H и число витков z вычисляются по формулам (26) и (27) (2.2).

Витки гайки следует проверить на изгиб.

Остальные размеры гайки назначаются конструктивно с последующей проверкой на прочность (см. 2.2).

3.1.4. Определение КПД передачи винт-гайка

Различают коэффициент полезного действия (КПД) собственно передачи винт-гайка  и КПД всего механизма _м.

При определении КПД передачи винт-гайка учитываются потери на трение только в резьбе. КПД передачи определяется по формуле

(69)

3.1.5. Определение длины и диаметра рукоятки

Расчетные зависимости для определения длины и диаметра рукоятки приведены в 2.5.

При определении расчетной длины рукоятки считаем, что работает один рабочий. Но если при одном работающем рукоятка получается слишком громоздкой (l_рук > l_м), то следует определить длину рукоятки, исходя из условия одновременной работы двух рабочих.

3.1.6. Проектный расчет сварного шва

Формула (53) (см. 2.6), при помощи которой определяется расчетная площадь вертикальных швов А₁, для условий задания №1 существенно упрощается.

В рассматриваемом случае продольная сила F=0, изгибающий момент M=0,5Ql (см. рис. 7), поперечная сила R=0,5Q и отношение b/h=1 (следовательно, согласно таблице 6 U=1,55).

Отсюда

(70)

Прежде чем воспользоваться формулой (70), необходимо определить []’ср, l и h. Отсюда последовательность расчета сварного шва.

1. Выбираем технологию сварки (пусть, например, сварка выполняется вручную электродом 342А) и после этого по формуле (50) определяем допускаемое напряжение []’ср.

2. Находим расстояние от линии действия силы R до сварного шва (см. рис. 7).

мм

3. Находим высоту сечения привариваемой детали (крюка)

мм

4. По формуле (70) определяем расчетную площадь вертикальных швов А₁.

5. По формуле (54) определяем катет швов K.

После того, как катет швов определен и его размер округлен до стандартного значения по ГОСТ 6636-69, желательно выполнить проверочный расчет швов (см. 2.6).