Расчет винта на прочность и устойчивость

1.8 Расчет винта на прочность и устойчивость

Размеры резьбы известны из расчета, а длину винта определяют прочерчиванием с учетом хода и высоты гайки.

Проверочные расчеты винта необходимы для проверки пригодности его размеров с точки зрения прочности и продольной устойчивости.

Расчет винта на прочность начинают с составления расчетной схемы (см. рис. ниже), первая часть которой - условное изображение узла (см. рис. а).

Вторая часть - схема нагружения винта вращающими моментами (см. рис. б). Момент торцового трения ТТ и момент на рукоятке ТРУК считают сосредоточенными, а момент в резьбе ТРЕЗ - равномерно распределённым по высоте гайки. Величина ТТ подсчитывается по формулам из п.1.2.1. Момент в резьбовой паре подсчитывается по известному из теории винтовой пары соотношению

где

Рис: а – пресс; б – схема нагружения винта; в, г – эпюры ВСФ.

Третья часть - эпюры внутренних силовых факторов (ВСФ), действующих в сечениях рассчитываемой детали. В рассматриваемых случаях винт испытывает действие сжимающих сил (рис. в) и крутящих моментов (рис. г). Третья часть расчетной схемы дает представление о видах деформаций детали.

Согласно расчетной схеме (см. рис.) винт работает на сжатие с кручением.

Расчетная схема дает представление о положении опасного сечения в котором нужно рассчитывать деталь. Опасное сечение соответствует максимуму внутренних силовых факторов. На расчетной схеме (рис.) опасное сечение находится на участке винта между рукояткой и гайкой. В этом сечении действуют сжимающая сила FВ и крутящий момент ТРЕЗ.

Проверка прочности винта в опасном сечении производится по III гипотезе прочности, она в большей степени учитывает кручение и является наиболее подходящей для стали:

где А и WР1 - площадь и полярный момент сопротивления сечения винта по внутреннему диаметру резьбы; [sР] - допускаемое напряжение для стали на растяжение-сжатие выбирается дифференциальным способом, но не более, чем sТ / 3.

Определим допускаемое напряжение:

где sт – предельное напряжение текучести; ks - коэффициент концентрации напряжений; e - масштабный коэффициент; S – коэффициент запаса прочности:

S = S1 · S2 · S3,

где S1 – коэффициент, характеризующий соответствие расчетной нагрузки фактическому напряжению; S2 – коэффициент, характеризующий неоднородность материала; S3 – коэффициент, характеризующий ответственность узла.

Примем:

S1 =1,35;

S2 =1,1 (прокат);

S3 =2,5 (поломка может вызвать травму рабочего или порчу дорогостоящего агрегата, детали или узла).

Вычислим: S = 1,35 · 1,1 · 2,5 = 3, 7125;

Допускаемое напряжение:

Проверка прочности винта:

условие прочности выполняется.

Винты, подверженные сжимающей нагрузке, проверяют также на продольный изгиб. За расчетное принимают крайнее положение гайки, при котором винт подвергается сжатию на максимальной рабочей длине его по условию

где j - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе (см. таблицу) в зависимости от гибкости винта l = ml / i; l - свободная длина винта - расстояние между опорой винта и серединой гайки (ml - приведенная длина винта); m - коэффициент приведения длины зависит от способа закрепления концов винта (см. рис.); i - осевой радиус инерции сечения винта:

где J - осевой момент инерции сечения винта; A - площадь сечения.

В обычных домкратах концы винта можно считать шарнирно-закрепленными из-за зазоров в узлах и принимать m = 1.

Осевой момент инерции сечения винта определяют по формуле

где d и d3 - наружный и внутренний диаметры резьбы винта.

Произведем вычисления:

1) m = 1,

2) из прорисовки определяем l = 240,75 мм,

3)

4)  (см. п.1.1.8),

5)

6) винт в проверке устойчивости не нуждается.

Похожие работы

Проектирование винтового механизма

Скачать

17936

3

3

... на кольцевой пяте будет равен: , (8) где  = 0,10…0,12 – коэффициент трения стальной чашки о стальной винт. По формуле (8) рассчитываем: 4. Расчет гайки Проектирование гайки Ходовая гайка винтового механизма должна иметь простую конструкцию, легко монтироваться, не проворачиваться в корпусе из-за момента трения в резьбе и не выпадать при ...

Основы конструирования

Скачать

170408

6

43

... ; фС- красный; 0-шина: изолированный контроль– белый; заземлённая нейтраль–чёрный. 2. ~; фаза–красный; 0–жёлтый. 3. –; (+)–красный; (–)–синий; нейтраль–белый.  Лекция 20. "Основы конструирования" Основы патентоведения 1.0 Введение –Изобретательство – важный фактор ТП.– Изобретательское право (ИП).– Открытия, Изобретения, Промышленные образцы – объекты изобретательского права (Субъекты ...

Модернизация программного механизма

Скачать

32802

1

6

... . Р1=Рcosa,(36) Р1 – движущая сила, используемая для преодоления сил полезных сопротивлений: Р из Т.3=6 Н. Р1=5,66 Н. Fтр=0,55 H< Р1=5.66 H. Из этого следует, что толкатель при работе программного механизма не заклинит, и он будет двигаться по поверхности кулачка и отвечать заданной программе. Таким образом, конструкция спроектированного кулачка и толкателя соответствует требуемым ...

Программный механизм

Скачать

29023

1

4

... , привода кинематической передачи и кулачкового механизма. Толкатель кулачкового механизма соединяется с исполнительным элементом системы управления движением летательного аппарата. Входной величиной программного механизма является число импульсов, подаваемых на шаговый электродвигатель, выполненный из электромагнита, храпового колеса, толкающей и стопорной собачек, а выходной – прямолинейное ...