3 Выбор материала:

Главным критерием выбора материала для винта и гайки это низкие потери на трении, высокая износостойкость, прочность.

Для винта подойдёт Сталь 45.

Для гайки - БрА9Ж3Л по ГОСТ 493-79.

4 Расчет винтовой пары

Основными деталями, от которых зависит надежность и срок службы винтовых механизмов, является винт и гайка.

4.1 Расчет винта:

Проектирование винта начинается с выбора типа резьбы. Обычно для винтовых механизмов применяют трапецеидальную резьбу. Для винтов прессов и других механизмов с односторонним действием нагрузки, где желательно иметь минимальные потери на трение, применяют упорную резьбу.

Поэтому, учитывая, что нагрузка пресса небольшая, я применяю трапецеидальную резьбу.

Средний расчетный диаметр резьбы из условия износостойкости:

мм

где коэффициент высоты гайки = 2,

коэффициент высоты профиля для трапецеидальной резьбы = 0,5.

Рекомендуемое допускаемое давление в витках резьбы для пары незакаленная сталь – бронза = 8-10 МПа.

Внутренний расчетный диаметр резьбы винта из условия прочности на сжатие с учетом кручения:

мм,

где k – коэффициент, учитывающий влияние напряжений кручения в сечении винта, рекомендуется k = 1,3;

– допускаемые напряжения сжатия:

МПа,

где – предел текучести материала винта, для стали 45 = 360 МПа;

s – коэффициент запаса прочности, примем s = 3.

По таблицам приложения подбираем трапецеидальные резьбы с d₂ ≥ 24,43мм и d₁ ≥ 14,384 мм и заносим в таблицу:

№	Обозначение резьбы	Шаг резьбы P, мм	Наружный диаметр d, мм	Средний диаметр d2, мм	Внутренний диаметр d1, мм
1	Tr 26×3	3	26	24,5	23
2	Tr 28×5	5	28	25,5	23
3	Tr 32×6	6	32	29	26
4	Tr 38×7	7	38	34,5	31

4.2 Проверка на самоторможение

Приведенный угол трения :

,

где – коэффициент трения: для гайки из безоловянистой бронзы – = 0,09;

– угол наклона рабочей грани витка к торцевой плоскости винта: для трапецеидальной резьбы – =15.

Угол подъема винтовой линии :

.

Для резьбы Tr 26×3: ;

Для резьбы Tr 28×5: ;

Для резьбы Tr 32×6: ;

Для резьбы Tr 38×7: .

Условие самоторможения:

.

Для резьбы Tr 26×3: – условие выполняется;

Для резьбы Tr 28×5: – условие выполняется;

Для резьбы Tr 32×6: – условие выполняется;

Для резьбы Tr 38×7: – условие выполняется.

Все резьбы удовлетворяют коэффициенту запаса самоторможения.

4.3 Проверка числа витков гайки Z:

.

Для резьбы Tr 26×3: ;

Для резьбы Tr 28×5: ;

Для резьбы Tr 32×6: .

Для резьбы Tr 38×7: ;

Только у двух резьб число витков гайки Z попадает в диапазон от 8 до 10, у Tr 32×6 и Tr 38×7 . Из расчёта себестоимости и массовых показателей выбираем Tr 32×6.

5 Расчет гайки

5.1 Высота гайки:

мм.

Высоту гайки H_г увеличим на ширину фаски С = 2 мм, т.е. мм.

5.2 Число витков резьбы в гайке:

.

5.3 Наружный диаметр гайки:

мм,

где – допускаемые напряжения, для бронзы МПа.

Увеличим толщину стенки из технологических соображений и примем наружный диаметр гайки = 45 мм.

5.4 Наружный диаметр буртика:

мм.

Принимаем = 50 мм.

5.5 Высота буртика:

мм.

Принимаем = 9 мм.

Условие прочности буртика на срез:

МПа ≤ = 30 МПа – условие выполняется.

где – допускаемые напряжения, для бронзы = 30 МПа.

5.6 Момент трения на опорной поверхности гайки:

Н·мм

5.7 Момент трения на витках резьбы:

Н·мм

5.8 Условие непроворачиваемости гайки в корпусе выполняется:

34800 Н·мм < 42790 Н·мм

Однако, для обеспечения невыпадения гайки из корпуса при переворачивании пресса, гайку закрепим с помощью установочного винта.

6 Расчет привода пресса

Винтовой внтовой приводится в действие ручным приводом (схема 2).

Необходимая длина рукоятки:

мм,

где =

F_р ≤ 200 Н – усилие, развиваемое одним рабочим.

Конструктивная длина рукоятки:

мм.

Принимаем =430 мм.

Тогда мм.

Диаметр рукоятки:

мм,

где для Ст3 – = 100 МПа.

Принимаем = 20 мм.

Размеры головки винта:

мм; мм.

7 Расчет параметров передачи

Коэффициент полезного действия передачи, учитывающий суммарные потери в винтовой паре и на опорной пяте винта:

.

4.10.2 Передаточное число передачи винт-гайка:

.

8 Заключение.

8.1 Окончательные размеры:

Длина рукояти 1430 мм;

Высота гайки H_г=60 мм;

Диаметр гайки =45 мм;

Диаметр буртика гайки =50 мм;

Высота буртика гайки =9 мм;

8.2 Вывод: в результате расчётов я получил винтовой пресс, который выдерживает нагрузку 15 кН, при осевом перемещении 220мм и расстояние между стойками 280.

10