Дипломная работа: Конструирование винтового механизма

Рис: а – пресс; б – схема нагружения винта; в, г – эпюры ВСФ.

Третья часть - эпюры внутренних силовых факторов (ВСФ), действующих в сечениях рассчитываемой детали. В рассматриваемых случаях винт испытывает действие сжимающих сил (рис. в) и крутящих моментов (рис. г). Третья часть расчетной схемы дает представление о видах деформаций детали.

Согласно расчетной схеме (см. рис.) винт работает на сжатие с кручением.

Расчетная схема дает представление о положении опасного сечения в котором нужно рассчитывать деталь. Опасное сечение соответствует максимуму внутренних силовых факторов. На расчетной схеме (рис.) опасное сечение находится на участке винта между рукояткой и гайкой. В этом сечении действуют сжимающая сила FВ и крутящий момент ТРЕЗ.

Проверка прочности винта в опасном сечении производится по III гипотезе прочности, она в большей степени учитывает кручение и является наиболее подходящей для стали:

где А и WР1 - площадь и полярный момент сопротивления сечения винта по внутреннему диаметру резьбы; [sР] - допускаемое напряжение для стали на растяжение-сжатие выбирается дифференциальным способом, но не более, чем sТ / 3.

Определим допускаемое напряжение:

где sт – предельное напряжение текучести; ks - коэффициент концентрации напряжений; e - масштабный коэффициент; S – коэффициент запаса прочности:

S = S1 · S2 · S3,

где S1 – коэффициент, характеризующий соответствие расчетной нагрузки фактическому напряжению; S2 – коэффициент, характеризующий неоднородность материала; S3 – коэффициент, характеризующий ответственность узла.

Примем:

S1 =1,35;

S2 =1,1 (прокат);

S3 =2,5 (поломка может вызвать травму рабочего или порчу дорогостоящего агрегата, детали или узла).

Вычислим: S = 1,35 · 1,1 · 2,5 = 3, 7125;

Допускаемое напряжение:

Проверка прочности винта:

условие прочности выполняется.

Винты, подверженные сжимающей нагрузке, проверяют также на продольный изгиб. За расчетное принимают крайнее положение гайки, при котором винт подвергается сжатию на максимальной рабочей длине его по условию

где j - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе (см. таблицу) в зависимости от гибкости винта l = ml / i; l - свободная длина винта - расстояние между опорой винта и серединой гайки (ml - приведенная длина винта); m - коэффициент приведения длины зависит от способа закрепления концов винта (см. рис.); i - осевой радиус инерции сечения винта: