2. Проектний розрахунок передачі гвинт-гайка

Умова стійкості до спрацювання

, МПа; (2.6)

де – осьове зусилля, яке діє на ходовий гвинт та гайку, Н; – площа робочої поверхні контактуючих витків різьби, кожний з яких у наближенні приймається за площу прямокутника (розгортку витка – рис. 2.1)

, мм²; (2.7)

зі сторонами – довжина розгортки кола з середнім діаметром різьби , мм; – робоча висота профілю різьби, мм; , мм²;

тут – кількість витків різьби гайки.

Остаточно для гвинтової пари маємо

, МПа; (2.8)

Звідки розрахунковий середній діаметр

, мм. (2.9)

Ця формула містить невідомі параметри та , що унеможливлює пряме обчислення. Таке трапляється на проектних етапах. Проблема вирішується припущеннями, які можливі завдяки накопиченому попередньому конструкторському досвіду експлуатації механізмів, при чому допустимий контактний тиск використовується у розрахунку як критерій подібності.

Виконуємо заміну ; (2.10)

тут , мм;– висота гайки; , мм;– крок різьби.

Коефіцієнт висоти гайки ; (2.11)

Рисунок 2.1. Робоча поверхня різьби обирається у межах ;

коефіцієнт висоти різьби ; (2.12)

тут – для трапецеїдальної та прямокутної різьби (рис. 1.1, а, 1.1, в); для упорної різьби (рис. 1.1, б).

Тепер невідомим параметром є тільки шуканий діаметр, який знаходимо за формулою проектного розрахунку гвинта та гайки

, мм. (2.13)

За знайденим розрахунковим значенням середнього діаметра різьби у відповідному стандарті обраної різьби для довільного кроку обираємо найближче більше значення та вже по стандартному середньому діаметру знаходимо зовнішній діаметр , який у комбінації з кроком визначають значення інших геометричних параметрів різьби гвинта та гайки.

Р исунок 2.2. Профіль та основні розміри трапецеїдальної різьби (гост 9484-81)

Номінальні значення параметрів трапецеїдальної різьби з одним заходом регламентує . Трапецеїдальні різьби з багатьма заходами регламентує .

; ; ; ; ;

Трапецеїдальну різьбу позначають літерами , вказують зовнішній діаметр гвинта , мм; крок , мм; та поле допуску або різьбову посадку (на збірному кресленні): Наприклад для гвинта: ;– означає різьбу із зовнішнім діаметром мм; кроком мм та полем допуску ; ;– означає теж саме, але ліву різьбу ; ;– теж саме, але різьба з трьома заходами, з ходом мм та кроком мм .

Упорну різьбу за позначають літерою , вказують зовнішній діаметр, крок та поле допуску .

Розміри різьби прямокутного профілю визначають за формулами , , , , мм.

3. Перевірка виконання умови самогальмування

Кут підйому гвинтової лінії (1.4) .

Зведений кут тертя (1.11) ;

де – коефіцієнт тертя, який залежить від обраного матеріалу гвинта та гайки (табл. 3); – кут нахилу робочої поверхні витка обраної різьби.

Якщо мова самогальмування не виконується, тобто ; необхідно прийняти різьбу з меншим кроком та середнім діаметром , не меншим за розрахунковий.

Вибір кроку різьби залежить від умови самогальмування . Необхідно пам’ятати, що із зменшенням кроку різьби зменшується кут підйому гвинтової лінії, при

цьому зменшується коефіцієнт корисної дії (ККД) гвинтової пари. Тому слід приймати середнє значення кроку різьби для обраного діаметра.