3.6 Расчет прочности винта

Расчет прочности винта является проверочным. Проверка винта на прочность выполняется из условия прочности на сжатие с учетом кручения, МПа (рис. 3.5):

,

где Т – крутящий момент в опасном сечении винта, Н·м:

а) для домкратов (рис. 3.5а);

б) для зажимных устройств (рис. 3.5б).

Невыполнение этого условия требует увеличения диаметра винта с последующим переходом к п. 3.1.3.

Рис. 3.5 Эпюры нагрузок винта домкрата (а) и зажимного устройства (б):

N – нормальных сил, T – крутящих моментов

3.7 Расчет привода передачи

Винтовой домкрат приводится в действие ручным приводом (рис. 3.6).

3.7.1 Необходимая длина рукоятки (радиус маховичка), мм:

,

где F_р ≤ 300 Н – усилие, развиваемое одним рабочим.

Конструктивная длина рукоятки принимается с учетом ширины ладони рабочего и диаметра головки винта, после чего округляется до ближайшего большего стандартного значения:

.

3.7.2 Диаметр рукоятки находится из условия прочности на изгиб (при = 100 МПа – Ст3), мм:

3.7.3 Размеры головки винта можно определить, руководствуясь соотношениями:

; ,

где числовой коэффициент тем больше, чем меньше d, и должно соблюдаться условие . При рекомендуемых соотношениях размеров проверки прочности не требуется, так как все условия прочности заведомо выполняются.

Рис. 3.6 Конструкция ручного привода

При применении маховичка вместо рукоятки, его диаметр принимают . Маховички подбираются по стандарту (Приложение 3).

3.9 Расчет параметров передачи

3.9.1 Коэффициент полезного действия передачи, учитывающий суммарные потери в винтовой паре и на опорной пяте винта:

.

3.9.2 Передаточное число передачи винт-гайка:

.

4 Пример выполнения проектировочных и проверочных расчетов винтового домкрата

4.1 Исходные данные:

Максимальное усилие подъема Q, кН 8

Высота подъема H, мм 160

Представленный в задании винтовой домкрат (рис. 4.1) служит для подъема грузов на небольшую высоту. Он широко применяется при монтажных и ремонтных работах и является универсальным приспособлением. Его конструкция проста и отличается невысокой стоимостью.

В

Рис. 4.1 Винтовой домкрат

интовой домкрат состоит из винта, гайки, корпуса, опорной чашки и рукоятки. Винт имеет в верхней части головку с отверстием для рукоятки. Рукоятка подвижного типа. Винт воспринимает осевую нагрузку через опорную чашку, которая крепится на торце головки и имеет возможность свободного вращения вокруг оси. На нижнем торце винта крепится ограничительная шайба для предотвращения полного выкручивания винта из гайки. Гайка закреплена в корпусе установочным винтом для предотвращения проворачивания и выпадения.

4.2 Выбор материалов

Учитывая простоту механизма и небольшую грузоподъемность, для обеспечения невысокой стоимости изготовления примем:

материал гайки – безоловянистая бронза БрА9ЖЗЛ (ГОСТ 493-79);

материал винта – незакаленная сталь 45 (ГОСТ 1050-88);

материал корпуса, рукоятки, опорной чашки – Ст3 (ГОСТ 1050-88)

4.3 Выбор типа резьбы

Домкраты работают в условиях одностороннего нагружения, для их винтов обычно используют упорную или трапецеидальную резьбу. Упорная резьба имеет меньшие потери на трение, но более сложный профиль резьбы. Поэтому, учитывая, что грузоподъемность домкрата небольшая, примем трапецеидальную резьбу.