Курсовая работа: Проектирование винтового механизма
Рис. 1.1. Профиль трапецеидальной резьбы
Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью, хорошей обрабатываемостью, высокой прочностью. Таким требованиям лучше всего отвечают стали. Для слабонапряженных и тихоходных винтов применяют стали 45, 50 (ГОСТ 1050-88), для более ответственных механизмов – стали, подвергаемые закалке – 40Х, 40ХГ (ГОСТ 4543-71), 65Г (ГОСТ 1050-88), для ходовых винтов станков – азотируемые стали 40ХФА, 18ХГТ (ГОСТ 4543-71).
Поскольку в ходовых винтах присутствует скольжение, для уменьшения трения гайки делают из антифрикционных материалов – оловянных бронз БрО10Ф1, БрО6Ц6С3 (ГОСТ 613-79), безоловянной бронзы БрА9Ж3Л (ГОСТ 493-79), чугунов СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36 (ГОСТ 1412-70). В отдельных случаях возможно изготовление гайки из стали. Следует иметь в виду, что антифрикционные свойства у бронзы улучшаются с увеличением содержанием олова, а у чугуна – с уменьшением прочности. Кроме того, следует учитывать, что самый дешевый материал – чугун, а стоимость бронзы тем выше, чем больше содержание олова.
Таким образом, в зажимном устройстве для отрезки заготовок применяем винт из стали 45 (ГОСТ 1050-88), а гайку – БрО10Ф1 (ГОСТ 613-79).
2. Проектный расчёт винтовой пары
Расчет диаметра винта и выбор резьбы осуществляется из условия износостойкости, т.к. в винтовых механизмах основной причиной выхода их из строя является износ резьбы гайки. Чтобы ограничить износ, контактное напряжение в витках резьбы 
не должно превышать предельно допустимого давления 
. Иногда это условие износостойкости называют условием невыдавливания смазки.
Экспериментальным путем установлено, что для сочетания материалов закаленная сталь – бронза 
= 10…15 МПа, для пары незакаленная сталь – бронза = 8…10 МПа, для пары незакаленная сталь – чугун = 4…6 МПа, для пары сталь – сталь = 6 МПа. Чем выше антифрикционные свойства материала гайки, тем выше значение 
должно приниматься. Для механизмов точных перемещений значения принимают в 2-3 раза меньше, чем для механизмов общего назначения. При редкой работе винтового механизма может быть повышено на 20%.
, (1)
где 
– осевое усилие, действующее на винт;
– коэффициент рабочей высоты профиля резьбы: 
= 0,5 – для трапецеидальной резьбы, = 0,75 – для упорной резьбы, = 0,54 – для метрической резьбы;
d2 – средний диаметр резьбы;
– коэффициент высоты гайки (
, где Н – высота гайки), =1,2…2,5.
При выборе коэффициента высоты гайки следует помнить: в некоторых механизмах по условиям работы необходимо обеспечить жесткую фиксацию винта в гайке, чтобы считать заделку винта жесткой заделкой (см. расчет на устойчивость). Для этого коэффициент высоты гайки должен быть 
. В остальных случаях нужно брать меньшие значения коэффициента для более крупных диаметров резьбы.
Таким образом, для подбора резьбы определяется средний диаметр d2 :
. (2)
По формуле (2) находим:
.
По рассчитанному среднему диаметру, по таблицам приложения подбирают стандартные резьбы. Обычно можно подобрать несколько типоразмеров резьбы с разными шагами. Следует отдавать предпочтение средним значениям шагов.
Данные с выбранными резьбами заносятся в таблицу 1.
Таблица 1
|
№ |
Шаг резьбы P |
Наружный диаметр d |
Средний диаметр d2 |
Внутр. диаметр d1 |
Число витков гайки К-во Просмотров: 530
Бесплатно скачать Курсовая работа: Проектирование винтового механизма
|