Расчет элементов приспособления на прочность

3.4.1 Выбираю материал деталей приспособления

· Для винта принимаем сталь марки 45, термообработка – улучшение, для которой σ_t=360 МПа

· Для траверсы принимаем сталь марки 45, для которой

[σ_р]=40 МПа, [σ_см]=45 МПа

 

3.4.2 Определяю допускаемое напряжение для материала винта.

 

(3.1)

где – предел текучести; принимаю = 360 Н/мм²

S_t – коэффициент запаса прочности; St=2,5…4 принимаю s_t=4

Для материала гайки

[σ_р]=40 МПа [σ_см]=45 МПа

 

3.4.3 Средний диаметр резьбы определяю по формуле из расчета на износостойкость.

, (3.2)

где – средний диаметр резьбы;

F – осевая нагрузка: принимаем F = 20кН; принимаем конструктивно

[p_изм] – среднее давление в резьбе: [p_изм] = 10 Н/мм²

– коэффициент высоты гайки; = 1.2…2.5 принимаем

– коэффициент высоты метрической резьбы; = 0,5

 

 

Принимаю по ГОСТ 9150-89 трапецеидальную резьбу со следующими параметрами:

 

D – наружный диаметр резьбы: D=27 мм;

d₂ – средний диаметр резьбы: d₂=25,7 мм;

d₁– внутренний диаметр резьбы: d₁₌24,83 мм;

Р– шаг резьбы: Р= 2 мм

 

3.4.4 Угол подъема резьбы равен

 

, (3.3)

=1⁰25^/

 

Приведенный угол трения

 

, (3.4)

 

где = 0,15-0,18 коэффициент трения: принимаем = 0,18;

= 30º – угол профиля резьбы

 

 

Условие самоторможения выполняется, > .

 

 

3.4.5 Проверочный расчет винта:

 

А.На прочность.

 

а) Определяю момент сопротивления в резьбе:

(3.5)

 

 

при стальном подпятнике f=(0.15-0.18) принимаем f=0,17

 

б) Определяем момент трения на торце пяты

 

(3.6)

 

 

По сечению А-А. В этом сечении продольная сила N=0

 

в) Определяем крутящий момент

Мк=Т+Тf (3.7)

 

Мк=44 10³+246,7 10³=290,7 10³

 

г) Определяем эквивалентное напряжение в опасном сечении винта.

 

(3.8)

 

 

16,8 Н/мм² ≤ 90 Н/мм²

 

Сечение Б-Б. В этом сечении N=F, а M_k=T_f

 

(3.9)

 

 

 

48,24 Н/мм² ≤ 90 Н/мм²

В обоих сечениях прочность винта обеспечена

 

Б. Проверочный расчет винта на устойчивость.

 

Определяю момент инерции сечения винта

 

, (3.10)

 

 

 

3.4.6 Определяю радиус инерции сечения винта

 

, (3.11)

 

 

Определяем длину винта

= o+H (3.12)

где o=120 конструктивно принятая длинна

 

=120+20=140 (мм)

 

3.4.7 Определяю гибкость винта

, (3.13)

где – коэффициент приведения длины (способ закрепления конца винта при условии, что один конец заделан, другой свободен) принимаем = 2

 

при пред=85 - предельная гибкость для материала винта Сталь 45 ГОСТ 380-71

=60 - гибкость винта

, следовательно, винт малой гибкости

3.4.8 Проверяю винт на устойчивость в отсутствии продольного изгиба:

 

σ= ≤ φ Н/мм² (3.14)

σ= =41 Н/мм²

 

φ =0,94 90=85 Н/мм²

 

φ=0,94 – коэффициент уменьшения допускаемого напряжения для Сталь 45 ГОСТ 380-71

 

41 Н/мм² ≤ 85 Н/мм²

 

Объединенное условие выполнено, прочность и устойчивость винта обеспечивается.