2 Выбор материала для деталей домкрата

Материалом винта и чашки назначим сталь 35 ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], _т = 300 МПа ; материалом гайки – бронзу марки Бр 010Ф1 ГОСТ 613-79, _т = 200 МПа, _с = 35-40 МПа [2, с. 7], коэффициент трения пары винт-гайка f = 0.15 [2, с.18]; материалом корпуса - серый чугун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].

3 Подбор параметров стандартной резьбы

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы

Размеры трапецеидальной резьбы могут быть выбраны из ГОСТ 9484-81 после расчёта по критериям работоспособности минимального допустимого среднего диаметра резьбы d₂ и шага резьбы р. Основным критерием работоспособности ходовой резьбы является условие износостойкости.

Для обеспечения необходимой износостойкости передачи винт-гайка давление в резьбе q не должно превышать допускаемую величину [q] для пары незакаленная сталь-бронза [1, с. 23], т.е. условие износостойкости

q= ≤[q]. (1)

Из этого условия (1) средний диаметр для наружной резьбы [1, с.23, 2. с.14]

, (2)

где F – осевая сила, действующая на винт, Н;

- коэффициент рабочей высоты профиля,

Н₁ – рабочая высота профиля резьбы, мм;

р – шаг резьбы, мм;

 = h/d₂ – коэффициент высоты гайки,

h – высота гайки, мм;

[q]- допускаемое давление на рабочей поверхности витка, МПа;

z – число витков гайки.

В формуле (2) для трапецеидальной однозаходной (n=1 [2, с.17]) резьбы (ГОСТ 9484-81) коэффициент рабочей высоты профиля [1, с.13]:

.

Коэффициент высоты гайки выбираем из диапазона 1,2 ≤≤2,5 [2, с.14], принимая в формуле (2) .

Допускаемое давление на рабочей поверхности витка для сочетания материалов винта и гайки незакаленная сталь-бронза – 8…10 МПа [2, с.14], назначаем в формуле (2) МПа.

Средний диаметр резьбы, удовлетворяющий условию износостойкости,

мм. (3)

3.2 Расчёт шага резьбы

Для определение шага резьбы р найдём из условия износостойкости резьбы (1) рабочую высоту профиля H₁.

Предварительно задаемся числом витков гайки z из диапазона 6…12 [1, с.24], пусть z = 10.

Тогда из условия износостойкости (1) рабочая высота профиля резьбы:

мм, (4)

где d₂ =14.93 мм - средний диаметр из расчета (3),

МПа.

Минимальное значение шага резьбы, учитывая, что , найдем по формуле

мм. (5)

3.3 Параметры резьбы из гост 9484-81.

Для величин d₂ = 14.9 мм (из (3)) и р_min = 3 мм (из (5)) из ГОСТ 9484-81 [1, с.14] подходит резьба с

d = 22 мм, d₂ = 19.5 мм, р = 5 мм, d₃ = 16.5 мм.

4 Проверка условия самоторможения.

Условие самоторможения соблюдается, если угол подъёма винтовой линии резьбы  (угол подъёма резьбы) меньше приведённого угла трения ' (рисунок 3, б).

а б

Рисунок 3 –Угол подъема резьбы.

При этом запас по самоторможению [2, с.17] ск

К =  '/  1,2. (6)

Угол подъёма резьбы (см. рисунок 3, а) при n=1 (расчёт проводят для среднего диаметра резьбы)

,

приведённый угол трения

' ,

где f=0,1 - коэффициент трения пары винт-гайка.

Запас самоторможения

К = '/ =6/4.61.3 > 1,2.

Следовательно, винтовая пара обладает самоторможением.

5 Выбор формы пяты и расчёт момента трения в пяте

Выбираем обычно используемую в домкратах (рисунок 4) кольцевую опорную поверхность [1, с.25, 26; 2, с.19]. Внутренний диаметр кольца D₀ для домкратов можно найти из соотношения [1, с.39]:

мм

Наружный диаметр кольца D определяем, исходя из допускаемого удельного давления на опорной поверхности чашки [2, с. 19],

q= [q],

Рисунок 4 – Кольцевая опорная поверхность.

для стальных поверхностей [q] =12 МПа [1, с.19], следовательно [1, с.39]:

.

Момент трения в кольцевой пяте [2, с.19] (между торцом винта и опорной поверхностью чашки)

9529 Н·мм,

где f₁ = 0,12 - коэффициент трения скольжения для сочетания материалов сталь-сталь [2, с.19].