Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Максимальную из вычисленных суммарных нагрузок принимают за внешнюю нагрузку, приложенную к наиболее опасному болту, т. е.

Q ~ Qzraax-

По внешней нагрузке Q определяют расчетную осевую нагрузку Qp (формула (8.6)) и проверяют прочность болта (формула (8.1) либо определяют расчетный диаметр болта di (формула (8.2)).

ГЛАВА 9. ПЕРЕДАЧИ ВИНТ - ГАЙКА СКОЛЬЖЕНИЯ

9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Передачи винт-гайка предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное, в редких случаях (при несамотормо-зящей винтовой паре) - поступательного во вращательное. Передачи нашли широкое применение в натяжных, нажимных и грузовых устройствах, в механизмах перемещения, подачи и настройки и т. п.

Достоинства передач: простота, компактность и технологичность конструкции; высокая нагрузочная способность и надежность; высокая степень редукции; возможность обеспечения точных плавных перемещений; выполнение самоторможения (при малых углах подъема и отсутствии вибрации), позволяющее использовать его при вертикальных перемещениях.

К недостаткам передач следует отнести: повышенный износ резьбы вследствие большого трения: низкий КПД (для несамотормозящих

передач т],= 0,6...0,8, для самотормозящих - У] < 0,5); тихоходность передачи.

В ответственных силовых передачах и механизмах точных перемещений используются шариковые винтовые пары, которые характеризуются высоким КПД, достигающим до 0,9, и возможностью полного устранения осевого и радиального зазора в соединении.

9.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕДАЧ

По назначению передачи винт-гайка-делятся на: грузовые - для создания больших осевых нагрузок; ходовые - применяемые в различных механизмах подач; установочные - используемые для точных перемещений и регулировки.

В зависимости от компоновки механизма передача винт-гайка может быть выполнена по следующим кинематическим схемам.

1. Винт вращается, гайка перемещается поступательно (ходовой винт токарного станка).

2. Гайка врашается, винт перемещается поступательно (винтовая передача задней бабки токарного станка).

3. Гайка неподвижна, винт вращается и перемещается поступательно (домкрат, пресс).

4. Винт неподвижен, гайка вращается и перемещается поступательно (стол сверлильного станка).

По числу заходов резьбы различают передачи с одно-, двух- и многозаходной резьбой (рис. 9.1, а-в). По способности обеспечить самоторможение винтовой пары - с самотормозящей и несамотормозящей резьбой. По направлению подъема средней винтовой линии - с правой и левой резьбой (рис. 9.1, а, б).


Рис. 9.1 Схема образования резьбы:

а ч, однозакодная правая; 6 - однозаходная левая: е - трекзаходная правая



9.3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДАЧИ ВИНТ - ГАЙКА

9.3.1. ПРОФИЛЬ РЕЗЬБЫ

Выбор профиля резьбы зависит от назначения передачи (грузовая, ходовая или установочная) и условий эксплуатации (характер нагружения, точность перемещения, нормы зазоров, значения КПД, условия окружающей среды).

Для грузовых и ходовых винтов, воспринимающих реверсивную нагрузку, применяют преимущественно трапецеидальную резьбу с углом профиля а = 30° (рис. 8.2,д; табл. 9.1). Резьба характеризуется небольшими потерями на трение; хорошо центрируется по боковым поверхностям профиля; технологична (резьба фрезеруется и шлифуется).

Чаще используется резьба со средним шагом Р = 4... 10 мм, мелкая резьба применяется в передачах с повышенной точностью, крупная - для особо тяжелых условий работы.

Для грузовых винтов, воспринимающих большие односторонние осевые нагрузки, в том числе и ударные, применяют упорную резьбу (рис. 8.2, е, табл. 9.2). КПД упорной резьбы выше, чем трапецеидальной, благодаря меньшему профильному (технологическому) углу =

= V = 3°. Резьба характеризуется высокой статической и усталостной прочностью вследствие значительных радиусов закруглений впадины резьбы, снижающих концентрацию напряжений.

Для установочных винтов, выполняющих точное перемещение, где вопросы КПД не являются решающими, применяют метрические резьбы с мелким шагом, с углом профиля а = 60° (рис. 8.2,г). Крупные резьбы применяются в грузовых передачах, создающих сравнительно небольшие осевые нагрузки (съемники, струбцины и т. п.).

Метрическая резьба характеризуется наибольшей прочностью и наименьшим КПД, технологична.

В домкратах и прессах при небольших осевых нагрузках применяют также прямоугольную резьбу с квадратным профилем (а = 0°). Резьба обладает наибольшим КПД и пониженной прочностью, не технологична, ввиду наличия радиального зазора у вершин профилей не обеспечивается достаточная точность центрирования гайки по винту.При износе витков резьбы появляется осевой люфт, который трудно устранить. Прямоугольная резьба не стандартизована.

Таблица 9.1. Профиль и основные размеры трапецеидальных однозаходных резьб. Размеры, мм (см. рис. 8.2, д)

1 max

2max

«с

2max

0,15

0,075

0,15

1,25

0,25

0,25

1,75

0,125

0,25

2,25

2,75

Размеры профиля резьбы (ГОСТ 9484 - 81)

Основные размеры резьб (ГОСТ 24738 - 81)

d„=Dj

Р= 1,5

P = 3

7,25

51,5

53,5

55,5

Р= 2

56,5

58,5

60,5

P = 4

10,5

60,5

65,5

12,5

65,5

70,5

11,5

14,5

70,5

75,5

13,5

16,5

75,5

80,5

15,5

18,5

P = 5

79,5

82,5

85,5

19,5

22,5

84,5

87,5

90,5

21,5

24,5

23,5

26,5

89,5

92,5

95,5

25,5

28,5

94,5

97,5

100,5

Р= 3

26,5

28,5

30,5

30,5

32,5

34,5

32,5

34,5

36,5

38 ) Й4,5

36,51 38,5

38,5

40,5 1 42,5

40,5

42,5 1 44,5

42,5

44,5

46,5

46,5

48,5

50,5



Окончание табл. 9.1

Основные размеры резьб (ГОСТ 24738 - 81)

Р= 8

P= 10

P= 12

Р=10

P= 16

Примечание. В условное обозначение трапецеидальной однозаходиой резьбы должны входить буквы Тг - номинальный диаметр и шаг, например: Гг 40 X 6. Для левой резьбы после условного обозначения размера резьбы указывают буквы LH, например: Тг 40 X 6LH.

Таблица 9.2. Профиль и основные размеры упорных резьб (ГОСТ 10177 -82). Размеры, мм (см. рис. 8.2, е)

9.3.2. УГОЛ ПОДЪЕМА ВИНТОВОЙ ЛИНИИ И УСЛОВИЕ САМОТОРМОЖЕНИЯ

Винтовая передача называется самотормозящей при выполнении условия

(9.1)

где у - угол подъема средней винтовой линии (рис. 9.1, в):

здесь Р - шаг резьбы, мм; 2р - число заходов резьбы; da - средний диаметр резьбы, мм; <p- приведенный угол трения,

Ф = arc tg

eosf

(9.3)

где / - коэффициент трения в резьбе (табл. 9.3);

2 - угол наклона рабочей стороны профиля

Рл. ыеоы профиля резьбы

3 4 5 6

0 236 0,353 0,471 0,589 0,707

1,7J6 2,603 3,471 4,339 5,207

0,249 0,373 1,497 0,621 0,746

8 10 12 16

0,942 1,178 1.413 1,884 2,355

6,942

8,678

10,41?

13,884

17,355

0,994 1,243 1,491 1,98Ь

2,485 !

Основные размеры резьб

Диаметр резьбн

Диаметр резьбы

d=D \ d=D: d, D,

cl=D 1 d=D, \ d \ Dl

Р = 2

Р ==А

6,528

62,0

58,058

10,5

8,528

67,0

63,058

12,5

10,528

72,0

68,058

, 69

12,528

77.0

73,058

16,5

14,528

Р = 5

18,5

16,528

81,250

76,322

77,5

20,5

18,528

86,250

81,322

82,5

22,5

20,528

91.250

86,322

87,5

24,5

22,528

96,250

91,322

92,5

Р = 3

Р = 6

27,75

24,794

25,5

25,5

19,586

29,75

26,794

27,5

27,5

21,586

31,750

28,794

29,5

29,5

23,586

33,750

30,794

31,5

31,5

25,586

35,750

32,794

33,5

35,5

29,586

37,750

34,794

35,5

37,5

31,58С

39,750

36,794

37,5

Р = 8

43,750

40,794

41,5

22,0

14,116

47,750

44,794

45.5

38,0

30,116

52.750

49,794

50,5

40,0

32,116

57,750

54,794

55,5

44,0

36,116



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35