4.Конструирование винтов.
4.1Материалы для изготовления винтов.
Винты изготавливаем из стали марки ст.4; может применяться нормализованным или улучшенным.
4.2. Определение размеров винтов в опасных сечениях.
Основным параметром
винта является диаметр его в опасном
сечении. Опасным сечением является
сечение, в котором диаметр винта должен
быть наименьшим. Как установлено при
анализе структурной схемы, винты работают
на сжатие (растяжение) и кручение. Из
условия прочности по этим видам деформаций
;
σсж=46МПа
[σсж]=80МПа
наименьший диаметр
винта
,
мм d1=18мм,
для удобства возьмем d1=24мм,
d2=27мм,
d3=30мм.
где К – коэффициент, учитывающий скручивание винта;
К=1,3–если винт скручивается суммарным моментом в резьбе и опоре;
А – площадь винта в опасном сечении;
– допускаемое
напряжение при расчете на сжатие
(растяжение);
,
МПа.
;
[σсж]=80МПа
σТ – предел текучести, выбранного для изготовления винта материала;
Я выбрал сталь марки Ст.4, σТ=240МПа.
n =3– коэффициент запаса прочности.
Коэффициент запаса прочности назначается в зависимости от степени опасности последствий отказа винта. Очевидно, что в случае съемника для втулок коэффициент запаса можно взять меньше. Полученное значение допускаемого напряжения округляем до целого числа в меньшую сторону.
5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ДИАМЕТРА ОСИ d0,
И
ДИАМЕТРА ОТВЕРСТИЯ ПРОУШИНЫ ВИНТА dоз.
Ось изготавливаем из среднеуглеродистой стали: ст.4, как правило, без термообработки. Если прочность оси будет недостаточна, то произойдет её срез по двум плоскостям «к-к» и «m-m».
Поэтому
(
),
τср=
17,7МПа
отсюда
,
мм,
;
d0=14мм.
где [ср] = (0,3…0,4)σт, МПа материала оси. [τср]=72МПа
Полученную величину округляем в большую сторону до целого числа по гост 6636-83 «Нормальные линейные размеры в машиностроении»;
Диаметр отверстия в зубе принимается на 0,5…1 миллиметр больше диаметра оси: dоз = d0 +1мм.. dоз=15мм
Расчет размеров проушины винта.
Ширина проушины «b» может быть:
Вариант №1: меньше ( не менее 15 мм.), но тогда на конце винта выполняют зуб (рис 2.)
Вариант №2: несколько больше наружного диаметра винта
Я
выбрал Вариант №1.
а)
Определить толщину зуба «
».
На поверхности контакта деталей ось – зуб под нагрузкой возможно смятие
(
).
;
σсм=71,4МПа
При расчетах на
смятие цилиндрических поверхностей
.
Поэтому
,
мм.
мм.
Т.к «b» не может
быть меньше 15мм, тогда берем «b»
за 16мм. b=16мм.
Асм=224.
где
=0,8
,
МПа.
=192МПа.
Полученное значение
принимается равным ближайшему большему
целому числу. Но делать
<15мм
не нужно.
б) Размеры зуба в сечении А-А
Необходимо
найти из условия прочности на растяжение:
;
σр=79,6МПа
Толщина «b» принята ранее (п.а)
Ширина
,
мм.
;
Округлить до ближайшего целого значения Н1.=40мм
Тогда радиус скругления R2 = 0,5 Н1 , R2=20мм.
С4 = 5мм.- размер обеспечивающий выход резьбонарезного инструмента.
в) Размеры зуба в сечении В-В
Необходимо проверить прочность сечения при действии растягивающих нагрузок
.Толщина «b»
принята ранее (п.а) ,
- из удобства изготовления.
,
σр=41,7МПа,
Н2=24мм,
где d1 -
внутренний диаметр винта
Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить толщину зуба.