Проверка винта на устойчивость

Введение

В данной работе предоставлен винтовой домкрат, который используется на монтаже для подъема тяжелых конструкций на небольшую высоту.

Винтовой домкрат состоит из: винта, гайки, корпуса, прижима (пяты), основания и маховика.

С помощью маховика винт приводится в движение, то есть начинает вращаться вокруг своей оси. Вращательное движение винта превращается в поступательное при помощи гайки, установленной в корпусе. Вследствие чего создается необходимое рабочее усилие (прижим детали или ее высвобождение).

Выбор типа резьбы

Так как винт будет испытывать большую одностороннюю нагрузку, то целесообразней будет выбор упорной резьбы.

Этот выбор объясняется тем, что площадь рабочей поверхности резьбы меньше, чем у трапециедальной, т.е. будет требоваться меньшее усилие на преодоление трения между гайкой и болтом.

Выбор материала

Стальной винт - 50

Бронзовая гайка - БрО10Ф1

Расчет на износостойкость.

Давление в витках резьбы [q] = 10 - 15 мПа.

Что бы ограничить износ, ограничиваем давление в витках резьбы.

Где A - площадь витков резьбы, Q - максимальное усилие на винт.

где

- коэффициент высоты рабочего профиля,

(для упорной резьбы);

- коэффициент высоты гайки.

= 1.2 - 2.5

Принимаем = 2

Шаг резьбы P	Наружный диаметр d	Средний диаметр d₂	Внутр. диаметр d₁	Число витков гайки z	Приведенный угол трения	Угол подъема винтовой линии	Коэф. запаса самотор-можения
		18.5		18.5	4.58	1.971	2.32
		19.75	16.923	13.16	4.58	2.768	1.65
		18.25	13.322	7.3	4.58	4.984	0.9
			10.116	4.5	4.58	8.052	0.57

Условие самоторможения

Для обеспечения самоторможения механизма должно выполняться условие:

где - приведенный угол трения;

- угол подъема винтовой линии;

k - коэффициент запаса самоторможения: для самотормозящихся механизмов k ³ 1,3.

Угол подъема винтовой линии зависит от геометрии резьбы:

где - шаг резьбы;

= 1 - число заходов резьбы;

- средний диаметр резьбы.

Приведенный угол трения :

где - коэффициент трения, зависящий от шероховатостей рабочих поверхностей витков и материала гайки.

=0.08.

- угол наклона рабочей грани витка к торцевой плоскости винта: для упорной резьбы - =3°

Проверка числа витков гайки: (6 - 12)

Резьба с шагом 2:

Резьба с шагом 3:

Резьба с шагом 5:

Резьба с шагом 8:

Следовательно:

Среди представленных резьб лучше всего подходит резьба S 22Х3, хотя у нее большое число витков гайки, но в расчетах принято заниженное давление в витках резьбы.

Проверка винта на устойчивость

Максимальная длина сжимаемого винта, мм:

, , ,

Приведенная длина:

где = 2 - коэффициент приведения длины, зависящий от способа закрепления концов винта;

Гибкость винта определяется по формуле:

Для винтов при >100 из рекомендованных марок сталей можно найти по формуле:

МПа

Условие устойчивости винта не выполняется.

Шаг резьбы P	Наружный диаметр d	Средний диаметр d₂	Внутр. диаметр d₁	Число витков гайки z	Приведенный угол трения	Угол подъема винтовой линии	Коэф. запаса самотор-можения k
		29.75	26.793	19.83	4.58	1.84	2.49