Расчет винта на прочность

3.10.1 Крутящий момент, воспринимаемый винтом:

 

                                                         ,                                          (29)

 

где Т_кр – крутящий момент, воспринимаемый винтом, кН·м.

 

 

3.10.2 Напряжение сжатия в теле винта:

 

                                                             ,                                                          (30)

 

где σ_сж – напряжение сжатия в теле винта, Н/мм².

 

 

3.10.3 Касательные напряжения, возникающие при кручении винта:

 

                                                   ,                                                         (31)

 

где τ_кр – касательное напряжение, возникающее при кручении винта, Н/мм²,

w_р – полярный момент сопротивления сечения,  

 

,   

 

 

 

3.10.4 Результирующие напряжения:

 

                                                         ,                                               (32)

 

 

где σ_р – результирующие напряжения, Н/мм²

 

3.10.5 Запас прочности

 

Термообработка винта – поверхностная закалка.

Предел прочности – σ_в = 900 Н/мм²

 

                                                                ,                                                            (33)

                         

 

3.10.6 Момент инерции сечения винта:

 

                                           ,                                                    (34)

 

где J – момент инерции сечения винта, мм⁴.

 

 

3.10.7 Площадь поперечного сечения винта:

 

                                                           ,                                                                (35)     

 

где А – площадь поперечного сечения винта, мм².

 

 

3.10.8 Радиус инерции:

 

                                                            ,                                                              (36)

 

где r_i – радиус инерции, мм.

 

 

3.10.9 Гибкость винта:

 

                                                           ,                                                                (37)

 

где μ – коэффициент приведения, μ = 1.

 

 

3.10.10 Напряжения при продольном изгибе:

 

                                                      ,                                                                   (38)

 

где σ – напряжение при продольном изгибе, Н/мм²,

J – коэффициент снижения допускаемого напряжения от гибкости винта, J = 0,98;

       [σ]= 170 Н/мм².

 

 

 

Условие устойчивости винта по Эйлеру.

 

                                                     ,                                                                   (39)

 

где Е – модуль упругости для стали Е = 2,12·10⁵ Н/мм²,

n_у – коэффициент устойчивости, n_у = 2,5÷4.

 

 

Определение размеров гайки

 

Исходные данные:

Усилие действующее на гайку - F, кН

Материал гайки

Допустимые напряжения на смятие - [σ_см] = 7÷13 Н/мм²

Допустимые напряжения на срез - [τ_ср] = 26÷34 Н/мм²

Допустимые напряжения на изгиб - [σ_изг] = 35÷40 Н/мм²

 

 

                H                

                         b

                                                                         

                                                                   d₁                   F

                                                                    d₂  

                                                               d   

                                                            D

Рисунок 3 – Расчетная схема гайки

 

3.11.1 Число витков резьбы гайки

 

Из условия прочности на смятие [σ_см] = 10 Н/мм²

 

                                    ,                                                  (40)

 

 

 

                                            ,                                                         (41)

 

 

 

 

3.11.2 Число витков резьбы гайки

 

Из условия прочности на срез [τ_ср] = 30 Н/мм²

 

                                                        ,                                                (42)

 

где в – толщина винта резьбы у основания, мм

 

                                                           в = 0,75 Р,                                                            (43)

 

в =

 

                                                          ,                                                         (44)

 

 

3.11.3 Число витков резьбы гайки

 

Из условия прочности на изгиб [σ_изг] = 35 Н/мм²

 

                                                   ,                                                   (45)

 

 

                                                       ,                                                          (46)

 

где М_изг – изгибающий момент для витков гайки, Н·мм

W_изг – момент сопротивления сечения винта изгибу, мм²

 

                                                           

                                                         ,                                                    (47)

 

                                                  ,                                             (48)

 

 

Из трех полученных значений выбираем большее.

                                                                                                                                                      

 

3.11.4 Высота гайки

 

                                                                  Н = Z·Р,,                                                       (49)

 

где Н – высота гайки, мм.

 

Н =

 

3.11.5 Наружный диаметр гайки

 

                                                              D = (1,5÷1,8)d₁,                                                 (50)

 

D =

Задание

 

Произвести расчет механизма выталкивания леточной массы электропушки.