2 Обзор конструкций устройств с винтовым механизмом

2.1 Подъемное устройство

Подъемное винтовое устройство предназначено для подъема груза на небольшую высоту. В настоящее время большое распространение получили винтовые подъемные устройства с ручным приводом, применяемые в ремонтных и монтажных работах (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Конструкция винтового домкрата

Винтовой домкрат состоит из полого корпуса 1, внутри которого неподвижно закреплена гайка 2 стопорным винтом 3, и соединена с грузовым винтом 4, поступательно перемещаемым в гайке при вращении рукояткой 5, подвижно закрепленной в головке винта. На опорной поверхности головки винта (опорной пяте) с помощью гайки 6 подвижно закреплена опорная чашка 7. На противоположном конце грузового винта закреплена шайба 8 крепежным винтом 9, ограничивающая выход винта из гайки.

2.2 Нажимное устройство

Нажимное устройство предназначено для создания воздействующей силы на обрабатываемый предмет. Наиболее распространенным нажимным устройством является винтовой пресс (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Конструкция двухстоечного винтового пресса

Двухстоечный винтовой пресс состоит из основания 1, стоек 2 и траверсы 3, в которой неподвижно закреплена гайка 4 стопорным винтом 5. Гайка соединена с винтом 6, поступательно перемещаемым в гайке при вращении рукояткой 7, подвижно закрепленной в головке винта. Второй конец винта, представляющий собой опорную пяту, подвижно соединен с нажимной плитой 8 с помощью кольца 9 и крепежных болтов 10.

2.3 Зажимное устройство

Зажимное устройство представляет собой приспособление для зажима обрабатываемой детали, (трубы, прутка) (рис. 2.3).

Рис. 2.3 Настенные слесарные тиски

Настенные слесарные тиски состоят из скобообразного корпуса 1, в верхней части которого неподвижно закреплена гайка 2. Гайка соединена с винтом 3, поступательно перемещаемым в гайке при вращении маховика 4, неподвижно закрепленном на верхнем конце винта. Нижний конец винта, представляющий собой опорную пяту, подвижно соединен с верхним зажимом 5 с помощью кольца 6 и крепежных болтов 7. Нижний зажим 8 неподвижно закреплен на корпусе.

3 Расчет элементов винтового механизма

Работоспособность винтового механизма определяется ее основным элементом – винтовой парой, состоящей из винта и гайки. Для всех винтовых механизмов порядок расчета винтовой пары одинаков. В данном пособии приведена последовательность выполнения проектировочных и проверочных расчетов элементов механизма на примере винтового домкрата (рис. 2.1).

Исходные данные:

Максимальное усилие подъема Q, кH

Высота подъема Н, мм

3.1 Определение размеров винта

Проектирование винта начинается с выбора типа резьбы и материалов винтовой пары винт-гайка. Для уменьшения потерь на трение в винтовой паре целесообразно применить трапецеидальную резьбу со средним шагом. Для высоконагруженных винтов с односторонним действием нагрузки можно применить упорную резьбу.

Определение диаметра винта и выбор резьбы осуществляется из условий износостойкости витков и прочности стержня винта.

3.1.1 Средний расчетный диаметр резьбы из условия износостойкости витков, мм:

,

где Q – осевое усилие, действующее на винт, Н;

[q] - среднее допускаемое давление между рабочими поверхностями витков винта и гайки, МПа (табл.1);

–коэффициент высоты гайки:

=1,2÷2,5 – для целых гаек, =2,0÷3,0 – для разрезных гаек;

–коэффициент высоты резьбы (табл. 2).

Таблица 1

Значение средних допускаемых давлений [q] между рабочими поверхностями витков и гайки, а также значение коэффициента трения скольжения f.

Материалы пары винт-гайка	[q], МПа	f
Закаленная сталь-бронза Незакаленная сталь-бронза	11÷13 8÷10	0,08÷0,12
Закаленная сталь-чугун Незакаленная сталь-чугун	7÷8 5÷7	0,11÷0,13
Закаленная сталь-сталь	8÷10	0,12÷0,15

Для редко работающих передач винт-гайка средние допускаемые давления [q] могут быть повышены до 30%.

Таблица 2