3.4 Определение типа и размеров опорной чашки

3.4.1 Наружный диаметр чашки из условия износостойкости, мм:

,

где d_ч - внутренний диаметр чашки, d_ч = (0,6 ÷ 0,7)d, мм (рис. 3.3).

3.4.2 Другие размеры чашки, мм (рис. 3.3 а).

3.4.3 Момент трения на опорной поверхности чашки, Н·мм:

,

где d_ч и D_ч, мм:

а) для плоских опорных поверхностей (рис. 3.3 а,б);

б) для сферических опорных поверхностей (рис. 3.3 в):

и , мм

где ,

где R – радиус кривизны опорной сферической поверхности, мм;

Е = 2,1·10⁵ – модуль упругости, МПа.

Рис. 3.3 Варианты конструкций крепления опорной чашки

Для уменьшения износа и увеличения срока службы контактирующей пары винт – чашка, опорные поверхности пяты винта и чашки подвергают закалке до твердости HRC_Э 40÷56, или запрессовывают в чашку закаленный вкладыш 1 (рис. 3.3б,в). Для предотвращения заедания поверхностная твердость опорной поверхности винта должна быть меньше поверхностной твердости чашки (вкладыша) на HRC_Э 3÷5. Шлифование опорных поверхностей пары винт-чашка и ее смазка снижает коэффициент трения до величины f = 0,1.

Сопряжение по диаметру D_ч осуществляется по посадке с гарантированным зазором.

Сферическая опорная пята винта с радиусом сферы R (рис. 3.2в) уменьшает момент трения в контактной паре винт-чашка. Радиус сферы R, мм:

,

где - приведенный модуль продольной упругости,=2,1·10⁵ МПа;

- допускаемое контактное напряжение, МПа:

,

где - предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов, величиназависит от твердостименее твердой поверхности:

а) при объемной закалке деталей (HRC 40-56):

(МПа);

б) при поверхностной закалке (HRC_Э 40-56):

(МПа).

–коэффициент долговечности, = 1,8 ÷ 2,6;

–коэффициент запаса контактной прочности,

3.5 Расчет устойчивости винта

Расчет устойчивости винта является проверочным. Длинный винт, нагруженный осевой сжимающей нагрузкой, подвергается продольному изгибу и может разрушиться от потери устойчивости. При расчете на устойчивость винт рассматривается как гладкий стержень диаметром d₁, нагруженный сжимающей силой Q.

3.5.1 Максимальной длиной сжимаемого винта L будет расстояние от опорной поверхности пяты до середины гайки, при максимально вывернутом винте, мм:

.

3.5.2 Приведенная длина сжимаемого винта, мм:

,

где - коэффициент приведения длины, учитывающий способ закрепления концов винта (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Способы закрепления концов винта и значения коэффициентов приведения длины: а)= 2,0 – домкраты (рис. 2.1); б)= 1,0 – ходовые винты станков; в)= 0,7– натяжные, зажимные и нажимные устройства (рис. 2.2-2.4); г)= 0,5 – распорки

3.5.3 Гибкость винта:

,

где i_min – радиус инерции поперечного сечения винта, мм:

,

где – приведенный момент инерции сечения, мм⁴,

, мм⁴, ;

, мм² - площадь сечения диаметром .

3.5.4 Критическая нагрузка , когда винт теряет устойчивость, Н:

а) при λ ≥ 100 ,

б) при 40≤ λ < 100 ,

в) при λ < 40 проверка устойчивости не проводится.

Значения коэффициентов а и в приведены в табл. 4.

Таблица 4

Значение коэффициентов а и в

	Ст3	Ст4	Ст5	35	40	45	50
а	250	280	340	320	380	440	470
в	0,4	0,7	1,1	1,2	1,4	1,6	1,8

Невыполнение условия требует увеличения диаметра винта.