Определение диаметра винта d и высоты гайки Hг
Основным критерием расчета передачи винт – гайка является износостойкость. Для обеспечения необходимой износостойкости передачи, прежде всего, необходимо, чтобы среднее давление в резьбе не превышало допускаемое:
где p – среднее давление в резьбе, МПа;
F – осевая сила, действующая на винт, Н;
d2 – средний диаметр резьбы, мм;
h – рабочая высота профиля, мм;
z=H/P – число витков резьбы на высоте гайки Н;
Р – шаг резьбы, мм.
, – коэффициент рабочего профиля.
Для метрической резьбы =1,6
, – коэффициент высоты гайки.
Для метрической резьбы значение выбирают обычно в пределах 1.2...2.5 [1, стр. 310]. Принимаем .
Для пары винт (сталь 45 улучшенная) – гайка (бронза О10Ф1) допускаемое давление в резьбе [p]=12 МПа.
Определяем средний диаметр винта:
; мм.
По ГОСТ 24738-81:
d2=27,727 мм, d=30 мм, d1=26,211 мм, P=3,5 мм, d3=25,70 мм.
Резьба винта М30;
Проверим винтовую передачу на условие самоторможения:
,
где – угол подъема резьбы;
– угол трения.
,
где f – коэффициент трения в резьбе,
α – угол профиля резьбы.
Для метрической резьбы: f=0.1, [2, табл. 3.3].
.
,
.
, условие самоторможения выполняется
Определяем высоту гайки:
мм.
По ряду Rа 40 [ГОСТ 6636-69] принимаем HГ=48 мм.
Проверка на устойчивость:
Гибкость
H = 1,93. Значит можем считать гайку шарнирной опорой
-радиус инерции
-расчетная длина сжатого участка винта
Так как =48/27,727=1,73 <2 гайку считаем шарнирной опорой
Гибкость: ;
(48,21<111,66)
Подходит по объединенному условию прочности и устойчивости.
Определим момент завинчивания:
,
где Тр – момент сопротивления в резьбе, Н×мм;
Тт – момент сопротивления на торце, Н×мм.
,
Н×мм
,
где dт.ср – средний диаметр торца, мм;
f – коэффициент трения на торце гайки.
,где ; = 22,1816, принимаем =21 (см. ряд Ra40)
Н×мм ;=>
Н×мм.