Проверочный расчет приспособления

В приспособлении в передаче винт – гайка применена метрическая резьба М22 шаг 2,5 мм

Для резьбы М22х2,5 d=22 мм определим средний и внутренний диаметр резьбы:

(43)

(44)

Определяем угол подъёма винтовой линии:

, (45)

где р – шаг резьбы, 2,5 мм;

;

Определяем приведённый угол трения:

; (46)

где f – коэффициент трения;

β- угол профиля резьбы

Принимаем

коэффициент трения сталь по стали f=0,15

угол профиля метрической резьбы β=60⁰

Тогда

;

При затяжке винта рабочий создает момент на рукоятке

(47)

величина усилия рабочего на рукоятке,F_P= 200 Н;

Принимаем рукоятку l=60 мм;

Тогда

Н·мм

Определим возможное усилие в резьбе винта:

(48)

где - длина рукояти, мм;

- усилие на рукояти, Н;
- средний диаметр резьбы, мм;

- коэффициент трения (0,15);

Н

Условие прочности винта на совместимое действие смятия и кручения

(49)

Напряжения растяжения в поперечном сечении винта

МПа (50)

Наибольшее напряжение кручения в поперечном сечении нарезанной части винта

МПа (51)

Определяем эквивалентное напряжение

МПа

При статическом или близком к нему нагружении допускаемое напряжение принимают по пределу текучести

(52)

где - предел текучести материала винта

[n]-коэффициент запаса прочности

Винт выполнен из стали 45 ГОСТ 1050-88 с термообработкой 23..30НRC.

Принимаем МПа, [n]=3

Тогда

МПа

Условие прочности выполняется

МПа

Кроме расчета на прочность резьбу проверяют на износ. В ходовых винтах резьба обычно смазана маслом. Поэтому расчет на износ заменяют расчетом на ограничение давления.

(53)

где W – осевая сила действующая на винт

Z – число витков резьбы гайки или рабочих витков

d₂ – средний диаметр резьбы

h - рабочий паспорт профиля

Допускаемое давления

Рабочая высота профиля

мм

число витков резьбы гайки

где Н- высота гайки Н=15мм

Тогда

МПа

Условие выполняется

Проверка прочности гайки на растяжение:

(54)

где F_P - расчетное усилие

D - наружный диаметр гайки

d - внутренний диаметр гайки

Определяем расчетное усилие

Н (55)

Принимаем наружный диаметр гайки D=32мм, внутренний диаметр гайки d=22мм, допускаемое напряжение [σ]=44МПа

Тогда

Условие прочности выполнено

.Расчет рычажного механизма

Сила на приводе

Н

Принимаем схему механизма

Определяем силу закрепления заготовки

(56)

где l₁ и l₂ – расстояние от опоры рычажного механизма до силы Q и Р;

η – КПД, η=0,9

Н

Из условия равновесия рычага определяем реакцию в опоре рычага

Н (57)

Проверка оси на срез:

(58)

где F_c - площадь среза;

z- число осей

I –число плоскостей среза

Q - сила среза, Н;

[τ]_CP-допускаемое напряжение среза для стали 45

[τ]_CP=0,25σ_Т=0,25·350=85МПа

Площадь среза

F_c = мм²

Принимаем число осей z=1, число плоскостей среза I=2, сила среза Q=R =6490Н

Тогда

МПа

Условие прочности выполнено