Передачи винт-гайка, назначение и область применения, достоинства и недостатки. Виды передач, пример конструкции, материалы деталей передач.

Преобразуют вращательное движение в поступательное и наоборот. В этих передачах используют пары винт – гайка скольжения или качения. Достоинства передач – большой выигрыш в силе, самоторможение и возможность изготовления с большой точностью по шагу, малая металлоемкость; недостатки – сравнительно большое трение в резьбе и износ, низкий к.п.д. передачи.

Применяют:

В грузоподъемных механизмах, в механизмах подач станков и приводах роботов, в измерительных и регулировочных механизмах.

В винтовых передачах обычно используют трапецеидальную резьбу, а при больших усилиях, постоянно направленных в одну сторону, - упорную резьбу.

Трапецеидальную резьбу легко нарезать; прочнее прямоугольной, т.к. при одинаковом шаге высота витка у основания в трапецеидальной резьбе больше, чем в прямоугольной; осевые зазоры в трапецеидальной резьбе можно регулировать стягиванием разрезной гайки, а в прямоугольной нельзя.

Упорная резьба имеет несимметричный трапециевидный профиль с углом при вершине 3°; закругления во впадинах резьбы этого типа способствуют повышению точности при динамической нагрузке.

При числе заходов больше двух пара винт – гайка может быть использована в механизмах с обратимым движением, т.е. для преобразования поступательного движения во вращательное. Пара винт – гайка должна обладать высокой износостойкостью и сопротивляемостью к заеданию. Поэтому обычно

Материал винтов:

Для винтов обычно применяют углеродистые или легированные стали. Твердость поверхности повышают закалкой, цементацией, азотированием, шлифовкой, полировкой.

Материал гаек для винтовых передач – оловянистые бронзы, а также антифрикционный чугун. Для уменьшения расхода бронзы гайки делают биметаллическими в виде стального или чугунного корпуса, залитого бронзой (центробежным способом).

Виды передач:

- может быть выполнена с вращающимся винтом и поступательно перемещаемой гайкой;

- с вращающимся и одновременно поступательно перемещаемым винтом при неподвижной гайке (винтовой домкрат);

- с вращающейся гайкой и поступательно перемещаемым винтом.

1.37. Критерии работоспособности передачи винт-гайка – скольжения. Расчет передачи по удельному давлению в резьбе и расчет на прочность и устойчивость:

Критерии работоспособности:

- износ витков резьбы (износостойкость);

- порчность по сжатию (растяжению) и кручению для коротких винтов;

- устойчивость при продольном изгибе для длинных винтов.

Расчет передачи винт-гайка:

Основной причиной отказа передач винт-гайка является износ витков резьбы. Для обеспечения необходимо ограничить давление в резьбе:

Где - осевая сила

d₂ – средний диаметр резьбы

H₁ – рабочая высота профиля

z=H_г/P – число витков резьбы на высоте гайки H_г

коэффициент высоты гайки - - для трапецеидальной резьбы, для упорной - .

Тогда

Формула для вычисления среднего диаметра:

, значение обычно выбирают в пределах 1,25…2,5.

- допускаемое контактное давление – зависит от материала винта и гайки, их механических и физико-химических свойств, шероховатости поверхностей, типа смазки.

Если обратимое движение должно быть исключено (домкрат), то проводят расчет, подтверждающий условие самоторможения:

- приведенный угол трения

- угол подъема винтовой линии по среднему диаметру, - ход резьбы.

Проверка на устойчивость:

Условие устойчивости винта по Эйлеру проверяют по критической силе:

Где Е – модуль упругости материала винта, МПа; S- коэффициент запаса устойчивости; - приведенная длина ( - коэффициент приведенной длины винта, учитывающий способ закрепления винта); ; - максимальная рабочая длина винта; - приведенный осевой момент инерции сечения винта, учитывающий повышение жесткости за счет витков резьбы.

- площадь поперечного сечения винта

- радиус инерции сечения витка

Формула Эйлера применима при - гибкость винта.

Винты любой длины можно проверять по объединенному условию прочности и устойчивости:

- допускаемое напряжение сжатия, где n=2 – для ответственных передач, n=1,5 – для малоответственных передач.

- коэффициент снижения допускаемых напряжений, который определяют из таблицы в зависимости от гибкости.

Сильно нагруженные винты и гайки проверяют на прочность по эквивалентному напряжению:

- допускаемое напряжение растяжения

, где Т – момент скручивающий винт

W₃ – момент сопротивления кручению сечения винта по диаметру d₃.

Длину воротка или диаметр маховичка определяют, приравнивая момент завинчивания к моменту, создаваемому рабочим: , где Н – сила создаваемая рабочим.

- момент сопротивления в резьбе

- момент трения на торце

- средний диаметр торца винта (гайки)

Тогда длина воротка:

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: