Винтовой механизм.

Тело грузовой опоры находится под действием сжимающей силы Q и крутящего момента Моп.
Возможные виды отказа:
– износ поверхности контакта с торцом ходового винта;
– пластическая деформация (или разрушение) тела грузовой опоры под действием силы Q и крутящего момента Моп.
2. Ходовой винт совместно с гайкой ходового винта преобразует вращательное движение в поступательное перемещение грузовой опоры, обеспечивает подъём, удержание и опускание груза. Торец ходового винта контактирует с грузовой опорой, а витки его резьбы – с витками резьбы гайки. Тело винта находится под действием силы Q и крутящего момента Твп.
Возможные виды отказа:
– износ поверхности контакта с грузовой опоры;
– износ рабочей поверхности витков ходовой резьбы винта;
– пластическая деформация тела винта от действия сжимающей силы Q и крутящего момента Твп;
– срез витков резьбы под действием силы Q;
– потеря устойчивости ходового винта;
– смятие поверхности контакта с рукояткой.
3. Гайка ходового винта совместно с ходовым винтом преобразует вращательное движение в поступательное, обеспечивает подъём, удержание и опускание груза. Витки резьбы гайки контактируемс витками резьбы гайки. Тело гайки находится под действием сжимающей силы Q и крутящего момента Твп. Фланец гайки опирается на корпус домкрата; от вращения в корпусе домкрата гайка удерживается стопорным устройством (обычно стопорным винтом).
Возможные виды отказа:
– износ рабочей поверхности витков ходовой резьбы гайки;
– срез витков резьбы гайки под действием силы Q;
– пластическая деформация (или разрушение) тела гайки от действия растягивающей силы Q и крутящего момента Твп;
– смятие поверхности контакта фланца гайки с корпусом домкрата под действием силы Q;
– срез фланца гайки под действием силы Q;
– смятие поверхности контакта стопорного винта с отверстием в гайке.
4. Корпус домкрата обеспечивает соединение всех деталей домкрата. Корпус находится под действием сжимающей силы Q и крутящего момента Твп. Корпуса домкратов изготавливается литым из серого чугуна и сулумина или сварными из углеродистой стали.
Возможные виды отказа:
– смятие поверхности контакта корпуса домкрата с фланцем гайки ходового винта под действием силы Q;
– пластическая деформация (или разрушение) тела корпуса от действия силы Q и крутящего момента Твп.
5. Рукоятка обеспечивает передачу момента Тр ходовому винту.
Возможные виды отказа:
– смятие поверхности контакта рукоятки с отверстием в головке ходового винта;
– пластическая деформация рукоятки от действия изгибающего момента и перерезывающей силы Fр.
6. Стопорный винт препятствует вращению гайки ходового винта в корпусе домкрата.
Возможные виды отказа:
– смятие поверхности контакта стопорного винта с отверстием в гайке;
– срез винта в поперечном сечении.

3.2. Надёжность и проектирование винтовой пары
Габариты и масса механизма обычно существенно зависят от размеров одной или относительно небольшого числа деталей (и узлов), обеспечивающих выполнение основной функции механизма. Габариты и масса винтовых механизмов с ручным приводом в значительной степени определяется размерами пары «ходовой винт-гайка».
Надёжность пары «винт-гайка» при длительной эксплуатации определяется в основном её износостойкостью. С целью уменьшения износа и коэффициента трения пары «винт-гайка» для изготовления гайки используемантифрикционные материалы (обычно бронзы, а также чугуны в паре со стальным ходовым винтом). Учитывая требование минимизации затрат на изготовление и эксплуатацию, используемвставную гайку ходового винта.
Критерий износостойкости пары «винт-гайка» механизмов с ручным приводом (при малых скоростях скольжения) записываем в виде
р ( [p], (3.1)
где р = Q/Aпв – среднее давление на поверхности витков резьбы;
Aпв = ((d2 ( H1) z – расчётное значение рабочей поверхности витков резьбы (рис. 3.1);
где (d2 – длина одного витка резьбы по среднему диаметру;
H1– высота рабочей части профиля резьбы,
z – число полных витков резьбы; z = Hг/Р – 1; Hг – высота гайки по чертежу;
[p] – значение допускаемого давления, МПа.
Материал винтовой пары (р(, МПа
Сталь незакалённая – бронза оловянная 8 ...10
Z=68\6-1=10.33 мм
Апв=(3.14*36*4.5)*10.33=5254 мм2
Р=30000\5254=5.71н\мм2 или 5.71 Мпа ,
Следовательно условие выполняется
Меньшие значения (р( принимаются при интенсивном использовании механизма.
Нагрузка между витками резьбы распределена крайне неравномерно. Поэтому приведенные значения ((р( можно использовать при оценке износостойкости, если число z полных витков гайки ходового винта не превышает z(( (z( = 10 ... 12.
Определить параметры трапецеидальной резьбы при Q = 32 кН и интенсивном использовании домкрата. Материал гайки ходового винта бронза БрОФ10-1, материал ходового винта сталь Ст5 нормализованная.

Литература.
1. В.А. Киселев и др. Курсовое проектирование деталей машин. М.1975
2. Н.Г. Куклин; Г.Н. Кулина. Детали машин М. 19
3. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. Техн. спец. вузов / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. — 8-е изд., перераб. и доп. — М. Издательский центр «Академия», 2004. — 496 с.












12



















(d2

Р

Рис. 2.1. К определению угла подъёма (

(

Рис. 2.2. К определению условия самоторможения винтовой пары

Q

(


N

Fтр

Q

(

а)

б)

у

х





















tg( + f

1 – f tg(

sin( + f cos(

cos( – f sin(

Fдв = Q = Q = Q tg (( + (), (2.2)

rо

rо

rо




Рис. 2.6. К определению момента сил трения
Моп и КПД домкрата

FР

Ходовой

винт

Твп

LР

Q



Опора

грузовая

винта


Гайка

ходового


Моп

р

Q

dо

Dо

А 2:1

(

d(

fоп pdА

dА

М 2:1

Вид по А

rо

Rо

а)

б)

в)

D(

3

2

3

1

3

1














Гайка

Винт

d2

Р

Н1

Q

p

p

p

Рис. 3.1. Расчётная схема при оценке износостойкости витков резьбы