Проектирование гайки. Ходовая гайка винтового механизма должна иметь простую конструкцию, легко монтироваться, не проворачиваться в корпусе из-за момента трения в резьбе и не
Ходовая гайка винтового механизма должна иметь простую конструкцию, легко монтироваться, не проворачиваться в корпусе из-за момента трения в резьбе и не выпадать при переворачивании механизма. Обычно гайка по конструкции представляет собой цилиндрическую втулку с буртиком, который передает осевую нагрузку от винта на корпус. Данная конструкция является самой простой при изготовлении и монтаже, но не гарантирует от проворачивания или выпадения при использовании посадки с зазором. В пункте 3.7.3 описаны способы предохранения от проворачивания и выпадения гайки. 3.7.1 Расчет геометрических размеров гайки При расчете гайки по критериям прочности ее размеры обычно получаются небольшими, поэтому размеры гайки задают конструктивно по приведенным ниже зависимостям, после чего выполняют проверочный расчет на прочность. Высота гайки равна (см. расчет на износостойкость):
Высоту гайки
Высота профиля резьбы определяется:
Окончательная ширина фаски
где Диаметр буртика гайки: Высота буртика Таблица 3 Размеры фасок и радиусов закругления
Для удобства сборки в резьбовом отверстии делают фаску
3.7.2 Проверка гайки на прочность Корпус гайки проверяется по условия прочности на разрыв усилием Q и одновременное скручивание моментом
где
d – наружный диаметр резьбы;
Опорная поверхность буртика проверяется по условию прочности на смятие. Так как в корпусе для облегчения монтажа гайки сделана фаска
где Буртик проверяется из условия его прочности на изгиб:
где
3.7.3 Способы фиксации гаек Обычно гайка устанавливается в корпус по посадке с зазором (например, H8 / h8). Такая посадка позволяет сборку и разборку без дополнительных усилий. Если по условиям работы механизма фиксация гайки не требуется (осевая нагрузка приложена сверху), то гайка будет удерживаться от проворачивания только за счет сил трения на опорной поверхности буртика. Условие непроворачиваемости гайки имеет следующий вид:
Момент трения на поверхности контакта корпуса и буртика будет:
где Если условие непроворачиваемости не выполняется, гайку требуется обязательно зафиксировать одним из описанных ниже способов или увеличить диаметр буртика для увеличения площади трения.
Если по условиям работы механизма требуется фиксация гайки от выпадения, то проверку условия непроворачиваемости проводить не требуется. Если использовать в качестве стопорного винта установочный винт по ГОСТ 1478 (рис. 3.9 а, б), то это облегчит сборку и разборку, но несколько усложнит конструкцию. В случае радиальной установки винта (рис. 3.9 а), он будет работать на срез и смятие под действием разности моментов Так как величина момента
Условие прочности винта на срез и смятие:
где
Установочный винт можно использовать как цилиндрическую шпонку (рис. 3.9 б). Размеры винта выбираются конструктивно:
Самым простым способом фиксации гайки является посадка с натягом (рис. 3.9 в). Она не требует крепежных деталей и обеспечивает простую форму гайки и отверстия в корпусе, но усложняет процесс сборки и разборки. Рекомендуются прессовые посадки (H7 / s6, H8 / s7, H7 / r6), для небольших нагрузок – легкопрессовые (H7 / p6).
Для фиксации гайки можно использовать и другие способы (рис. 3.10). На рисунке 3.10 а гайка удерживается от проворачивания с помощью паза, выполненного в корпусе. Буртик гайки имеет соответствующие лыски. Эти лыски уменьшают площадь опорной поверхности буртика, что надо учесть в расчете диаметра буртика На рисунке 3.10 б гайка фиксируется в корпусе с помощью планки, вставляемой в соответствующий паз на гайке и прикручиваемой к корпусу винтами. Гайку можно фиксировать в корпусе с помощью круглой шлицевой гайки по ГОСТ 11871-88 (рис. 3.10 в) или накидной гайки (рис. 3.10 г), которые предохраняют и от проворачивания, и от выпадения. Если нагрузка, действующая на винтовой механизм двухсторонняя, гайку можно закрепить в корпусе винтами с помощью фланца (рис. 3.10 д) или прижимной планки (рис. 3.10 е).
|