Построение эпюр сил и моментов. Проверка прочности тела винта и гайки

Для построения эпюр крутящих (вращающих) моментов, действующих на винт, находят момент T_p в резьбе, момент Т_T на торце и момент Т_ЗАВ завинчивания:

Т_ЗАВ = T_p + Т_T

Момент Т_Р определяют, используя зависимость:

где d₂ - средний диаметр резьбы, остальные обозначения см. п. 4.3.

Момент Т_T:

где f - коэффициент трения на торце (см. табл. 3.5).

Средний диаметр торца винта (гайки)*

где D_min, D_max - наибольший и наименьший диаметры торцевой поверхности. (Торцевую поверхность гайки определяют, принимая D_max равным размеру под ключ.)

Для винтов ответственного назначения проводят уточненную проверку прочности тела винта и гайки. Для опасных сечений определяют действующие в них нормальные σ и касательные τ напряжения. Числовые значения действующих нагрузок определяют по эпюрам сил и моментов. В общем виде условие прочности с использованием четвертой теории прочности

где [σ]_P - допускаемое напряжение растяжения; [σ]_P = σ_T / 3.

В передачах с ручным приводом принимают усилие одного рабочего (оператора) при нормальной работе F_РАБ = 100 Н. Длину воротка или диаметр маховичка определяют, приравнивая

момент завинчивания моменту, создаваемому рабочим (оператором).

Диаметр воротка определяют из условия его прочности по изгибу в наиболее опасном сечении (см. ниже пример расчета), полагая, что рабочий может кратковременно развить усилие F_{MAX РАБ} = 300 Н. Коэффициент запаса по текучести для воротка можно принять s_T = 1,3. При расчете всех видов соединений, препятствующих провороту гайка (клеевых, с натягом, сварных и т.п.), также полагают, что рабочий может кратковременно приложить усилие F_{MAX РАБ} = 300 Н.

4.6. Пример расчета передачи винт - гайка

Для скрепления пакета листов силой 16000 Н используют струбцину (рис. 4.3). Винт I имеет метрическую резьбу о крупным шагом.

Струбцина выполнена из стали СтЗ. максимальная длина винта

Диаметр головки воротка диаметр торца

винта

Требуется:

1) определить размеры винта, высоту гайки, размеры воротка;

2) построить эпюры нормальной силы и крутящего момента для винта.