3.2. Привод натяжного устройства (схема 6)

Особенность» рассматриваемого натяжного устройства (рис.3.2) является эксцентрическое по отношению к винту приложение внешней нагрузки. Во избежание получения на винте сосредоточенного изгибающего момента ползун должен переме­щаться в направляющих. Две из возможных конструкций направ­ляющих показаны на рис.3.2,а,б и 3.2,в.

На рис.3.2,а,б представлена конструкция с направляющи­ми в виде "ласточкина хвоста". Эти направляющие требуют вы­полнения съемной опоры и обеспечивают максимально точное и надежное направление ползуна.

Направляющие, изображенные на рис.3.2,в, позволяют обе опоры выполнить заодно со станиной. Для разгрузки винтов, крепящих направляющие, в последних следует делать пазы

глубиной C1 и шириной, равной толщине δ основания ползу­на. Упомянутые пазы, исключая возможность поворота направ­ляющих относительно ползуна, обеспечивают более надежную защиту винта от возникновения изгибающего момента.

Дня определения усилия Q (рис.3.3,а), действующего вдоль оси винта, рассмотрим наиболее общую схему нагружения ползуна, соответствующего направляющим типа "ласточкина хвоста". Под действием внешней силы Р ползун стремится повернуться вокруг оси z. При этом распределение нагруз­ки по длине L ползуна от силы Р_Г отражает эпюра рис.3.3,6, а от силы Р_В - эпюра рис.3.3,в.

Максимальная интенсивность распределенной нагрузки от силы Р_Г равна

(3.2)

Постоянная интенсивность нагрузки от силы Р_В состав­ляет

(3.3)

Зависимость между силами Р_Г, Q и вертикальными ре­акциями R определяется условием равновесия ползуна^х

,

откуда

(3.4)

Суммарная эпюра, учитывающая одновременное воздействие на ползун нагрузок Р_Г, и Р_В, представлена не рис.3.3,г.

Силу Q можно найти из уравнения

, (3.5)

где F₁ - сила трении между станиной и горизонтальной опор­ной поверхностью ползуна; F₂ - сила трения на наклонной поверхности ползуна.

Ввиду того, что сила R₁ нормальна к поверхности со­прикосновения ползуна со станиной (рис.3.3.д),

F₂=f₁R₁, (3.6)

где f₁ - коэффициент трения из табл.1.2 (со смазкой).

Сила трения F₂ порождается нормальным усилием N₂ (рис.3.3,e), а потому

Из рис.3.3,г

; ;

и, следовательно,

__________________________________________________________

^х Моментом силы трения F₂, расположенной ниже плоскости x0z, пренебрегаем ввиду его малости. На рис.З.З,г все силы трения условно изображены в одной плоскости.

(3.9)

(3.10)

Подставляя (3.9), (3.10) в (З.6), (3.7), а затем по­следние в (3.5), после замены Р_Г, и Р_В, их выражениями (3.2), (3.3) из (3.5) найдем

, (3.11)

где

(3.12)

Вводя в (3.11), (3.12) выражение R по формуле (3.4) и решая относительно Q, окончательно получаем

(3.12)

Высота Н₁ мала по сравнению с Н, поэтому, допус­кая небольшую ошибку в безопасную сторону, можно считать

(3.14)

Используя то же допущение, из (3.4) получаем

(3.15)

Последнее выражение R и равенство

(3.I6)

позволяют формулу (3.12) записать в следующем окончательном виде:

. (3.17)

Полученные формулы справедливы в случае, когда ось y (см.рчс.3.3,а) является осью симметрии ползуна, а Р_В ≤ Р_Г,

или с учетом (3.2), (3.3), (3.15), когда .

Опорные поверхности ползуна должны быть такими, чтобы соблюдались условия

; (3.18)

где q₁ и q₂ - максимальное давление соответственно на горизонталь-ной и наклонной поверхности трения, 2b₁ и 2b₂, cм.рис.3.3,б и 3.3,в.

Подстановка в (3.18) R₁ и R₂ по формулам (3.8), выражений Р_Г и Р_В, по формулам (3,2), (3.3), R по форму­лам (3.15) и использование зависимости (3.4) приводит к следующим окончательным условиям износостойкости трущихся поверхностей ползуна и станины

где [q] рекомендуется принимать равным наименьшему из зна­чений, используемых при расчетах по формуле (1.19).

Уравнения (3.19), (3.20) позволяют определить необхо­димые значения b₁ и b₂. При известном b₂ (рис.3.3,б) . Можно принимать β =45...60°.

Расчетные зависимости устройства с направляющими по рис.3.3,в представляют собой частный случай при β = 0.

Болты, крепящие правую опору (см.рис.3.2,8), рассчиты­ваются так же, как в предыдущем механизме. Для разгрузки болтов от большой осевой силы целесообразно предусмотреть два диаметрально расположенных штифта, плотно установленных в отверстия и работающих на срез.

Проектирование резьбового соединения станины с основа­нием выполняется аналогичным путем. Различие заключается лишь в том что внешней нагрузкой на соединение, входящей в фор­мулу (3.1), следует считать поперечную силу (Р_Г-f₂P_B), где f₂- из табл.1.2 для случая отсутствия смазки.

Вследствие того, что вращение винта осуществляется относительно редко, при определении диаметра маховичка можно считать допустимым одновременное приложение усилил Р_Р =300 Н двух рабочих. Из-за неудобства работы двух человек

суммарное усилие следует считать рапным 0,9x2x303 = 540 Н.