_аМ2 = 440 +1,5·10=455мм

ширина обода червячного колеса (см. табл.5) b₂=0,75·100=75мм

Расчетная толщина витка  = 0,5·3,14·10=15,7мм

Радиальный зазор c= 0,2·10=2мм

Угол обхвата червяка венцом

2 =2·52 =104

Угол подъема винтовой линии червяка

= 1402

7. Окружная скорость червяка v1 =( ω₁·d₁ )2=4,2м/с

Скорость скольжения определяем по формуле

v_ск = v₁ /cos =4,3м/с, очень близко к предварительно принятой.

8. По таблице 6 примем =120 и вычислим КПД передачи, соответствующий выбранным материалам и параметрам:

= 0,91

Полученное значение несколько больше ранее принятого (=0,82), поэтому производить повторный расчет передачи нет необходимости.

Для дальнейших расчетов уточним мощность, передаваемую колесом:

Р₂=7 ·0,91 =6,4кВт

10. Произведем проверочный расчет зубьев на изгиб. Число зубьев эквивалентного колеса определим по формуле z_v = =46.

Коэффициент формы зубьев колеса примем по таблице 7: _F =1,48. Рассчитаем фактические напряжения изгиба в зубьях колеса и сравним их с допускаемыми.

= 8,51 МПа  [σ]_F = 78МПа

Фактические напряжения изгиба колеса значительно меньше допускаемых.

11. Температуру масла проверяют по формуле

t_м =  [t] _м 6070

Вывод: Условие выполняется.
5.Задания по расчету червячных передач
Рассчитать червячную передачу с архимедовым червяком одноступенчатого редуктора общего назначения при следующих данных: мощность, передаваемая червяком Р1, угловая скорость червяка ω₁, передаточное число передачи u ; нагрузка постоянная; работа редуктора непрерывная, круглосуточная, спокойная. Передача нереверсивная. Исходные данные представлены в таблице 6
Таблица 6. – Исходные данные

вариант	Р1, кВт	ω1 , рад/с	u	вариант	Р1, кВт	ω1 , рад/с	u
1	0,8	100	8	16	2,7	64	35
2	0,6	200	10	17	3,2	100	22
3	1,2	150	12	18	4,5	150	40
4	4	110	20	19	5,3	105	30
5	10	130	20	20	5,8	180	24
6	3,2	100	25	21	6,3	140	25
7	7,1	145	12	22	6,7	110	35
8	3,6	180	25	23	7,1	140	32
9	6,3	120	30	24	8	160	35
10	5,5	120	35	25	7,6	120	44
11	1,5	310	30	26	4	300	31
12	2,2	180	18	27	2,9	106	24
13	3	140	32	28	7	180	15
14	7,5	150	30	29	7,2	150	45
15	1,8	62	14	30	4,5	150	42

---

6.Контрольные вопросы

1. 
   Достоинства и недостатки червячных передач в сравнении с зубчатыми.
   
2. 
   Что такое число витков (заходов) червяка?
   
3. 
   Что такое модуль зацепления и как его замерить на червяке?
   
4. 
   Чему равна полная высота зуба в модулях?
   
5. 
   Трение в червячных передачах и способы борьбы с ним.
   
6. 
   Материалы червяка и червячного колеса.
   
7. 
   Конструкция червячных редукторов.
   

7.Литература
Основные источники:

1. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: Учебное пособие / В.П. Олофинская. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2014. - 240 с.

2. Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина. – 11-е изд., стер. – М.: ИЦ Академия, 2015. – 224 с.

Дополнительные источники:

1.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: ИЦ Академия, 2017. – 352 с.

2.Опарин И.С. Основы технической механики: учебник для сред.проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2014. – 144 с.

Интернет-ресурсы:

1.Детали машин: электронный учебный курс для студентов очного и заочного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru (дата обращения 09.01.2018)

---

Практическая работа №8

2ч

РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ ВИНТ-ГАЙКА
1.Цель урока, его воспитательные и развивающие задачи

Научиться рассчитывать передачу винт-гайка.

2. Обеспечивающие средства:

2.1. Методическое руководство по выполнению работы.

3. Требования к отчету

9. 
   Номер практической работы, тема, цель работы.
   
10. 
    Выполнить задание в соответствии с данными своего варианта (см. таблица 3).
    
11. 
    Кинематическую схему передачи вычертить с помощью карандаша и линейки.
    
12. 
    Подготовить ответы на вопросы в устной форме.
    

4. Технология работы:

4.1. Внимательно изучите методические указания, предложенный теоретический материал.

4.2. В соответствие с вариантом, выполнить схему передачи.

4.3. На схеме обозначьте основные характеристики (диаметры, межосевое расстояние).

4.4. Проведите проектировочный и проверочный расчеты по методике представленной ниже.

4.5. Сделайте выводы о проделанной работе.

4.6. Ответить на контрольные вопросы.

Теоретические сведения.

Основная причина выхода из строя передачи – износ резьбы. В качестве критерия износостойкости резьбы винтовой пары применяют допускаемое давление [р]изн с последующей проверкой винта на прочность .Кроме того причиной разрушения длинного винта, находящегося под действием сжимающей силы F, может стать потеря устойчивости.

1.Проектировочный расчет передачи является износостойкость.

А. Основным критерием работоспособности передач является износостойкость резьбы. При расчете предполагается, что осевая нагрузка Fа, распределена по виткам резьбы равномерно. Условие износостойкости:

р_изн = [р]_изн (1)

где F_a- осевая нагрузка;

d₂ – средний диаметр резьбы;

H₁- рабочая высота профиля (ГОСТ 9484-81)

Z_в – число витков гайки;

[р]_изн ; р_изн- расчетное и допускаемое давление в резьбе,

Для пары сталь-бронза [р]_изн = 8…13 МПа

Для пары сталь чугун [р]_изн = 5….9 МПа.

При проектировочном расчете из формулы определяют средний диаметр d₂ резьбы.

Введем понятие относительной высоты гайки ψ_H = H / d₂ (2)

и относительной высоты профиля резьбы ψ_h = H₁ / р, (3)

Где

р-шаг резьбы;

H-высота гайки.

Число витков в гайке высотой H, Z_в = H₁ / р. (4)

Значение ψ_H для цельных гаек – 1,2….2,5, для составных и разъемных -2,5 …3,5.

Значение ψ_h для трапецеидальной резьбы -0,5; для упорной – 7,75; для метрической – 0,541.

Из условия износостойкости , (5)

Полученное значение d₂ округляют до ближайшего стандартного и определяют стандартные значения остальных параметров (таб.1)

Таблица 1- Номинальные профили наружной и внутренней трапецеидальной резьбы (упорной по ГОСТ)

Наружный диаметр d	Шаг резьбы р	Средний диаметр резьбы d2	Внутренний диаметр резьбы d1	Наружный диаметр d	Шаг резьбы р	Средний диаметр резьбы d2	Внутренний диаметр резьбы d1
16	2 4	15 14	13,5 11,5	50	3 8 12	48,5 46 44	46,5 41 37
20	2 4	19 18	17,5 15,5	55	3 8 12	53,5 51 49	51,5 46 42
26	2 5 8	25 23,5 22	23,5 20 17	60	3 8 12	58,5 56 54	56,5 51 47
32	3 6 10	30,5 29 27	28,5 25 21	70	4 10 16	68 65 62	65,5 59 53
36	3 6 10	34,5 33 31	32,5 29 25	80	4 10 16	78 75 72	75,5 69 62
40	3 6 10	38,5 37 35	36,5 33 29	90	5 12 20	87,5 84 80	84 77 68
44	3 8 12	42,5 40 38	40,5 35 31	100	5 12 20	97,5 94 90	94 87 78

---

Б. Размеры гайки.

Высота гайки H = ψ_H  d₂ ; (6) полученное значение принять по стандарту R_а40.

Число витков в гайке Z_в = H / р. (7)

Наружный диаметр гайки D=1,5d, (8) где d- наружный диаметр резьбы винта.

Диаметр бурта гайки D_б=1,25D (9)

Высота бурта гайки а=0,25H . (10)
2. Проверочный расчет гайки

Проверочный расчет гайки ведется по смятию поверхности борта

, (11)

[]_см = 42….45 МПа для бронзы или чугуна

F_а –осевое усилие

Проверка стенки гайки на растяжение

(12)

гдеF_расч = (1,25…1,3) F_а

[]_р = 33….44 МПа для бронзы

[]_р = 20….24 МПа для чугуна
3. Проверка винта на устойчивость

Длина винта принимается конструктивно в зависимости от требуемой высоты или длины перемещения. Для домкратов l=(8…12)d. (13)

Проверка на устойчивость заключается в определении расчетного коэффициента запаса устойчивости по условию:

S_у =  _кр /   S_у, . (14)

где S_у - 3,5…5 для машиностроительных конструкций;

 _кр – критическое напряжение в поперечном сечении винта (внутренний диаметр резьбы винта );

 - расчетное напряжение на сжатие,  = 4· F_а / π ·d²_{3 .} . (15)

 _кр- определяется в зависимости от гибкости стержня l.

Если l  l _пред (табл.2 ), то расчет ведется по формуле Эйлера

 _кр = π² · Е / l², . (16)

l = , (17) i= (18)

где:

m·l - приведенная длина стержня винта;

m- коэффициент заделки концов стержня; для домкратов и подъемников m = 2; для ходовых винтов m= 1;

i - радиус инерции сечения винта по внутреннему диаметру резьбы;

J - момент инерции минимального сечения

J₁ = - осевой момент инерции; (19)

А = - площадь поперечного сечения (20)
i= d₃ /4 _.

---

Если l_о< l< l _пред , то расчет ведется по эмпирической формуле Ф.С. Ясинского

 _кр =a - b·l (табл.2) (21)

Таблица 2- Гибкость стержня

Марка стали	l пред	lо	a	b
			Н/мм²
45	85	52	578	3,75
50	82	50	404	1,23
40ХГ	55	28	100	5,40

Если l < l_о , то стержень малой гибкости рассчитывается только на прочность.

В этом случае  _кр =.

Винты, несущие большие нагрузки (прессы, домкраты) проверяют на прочность при совместном действии нормальных и касательных напряжений.

(22)

 = 4· F_а / π ·d²_{3 .} ,  _т /  _экв  S 2

Пример.

Рассчитать передачу винт-гайка скольжения винтового пресса. Сила прижатия Fа=50кН, ход ползуна lо= 600мм; материал винта – сталь 45, термообработка –улучшение (т = 540МПа); материал гайки – бронза БрО10Ф1; допускаемое давление пары сталь-бронза [р]изн = 10 МПа. Расчетная длина винта lо= 600мм.

Рисунок 1-Винтовой пресс

Решение.

1.1. Допускаемые напряжения:

- для материала винта [] = _т / [S _т]= 540/3=180 МПа, S _т=3- коэффициент запаса прочности; ([S _т]=1,5…2- для незатянутых соединений; [S _т]=3…4 – для грузоподъемного оборудования; [S _т]=1,3…2 – для затянутых соединений.

- для материала гайки []_р = 33….44 МПа для бронзы;

- для бронзы или чугуна по стали []_см = 42….55 МПа.

1.2. Средний диаметр резьбы. Учитывая небольшую силу прижатия F_а=50кН, принимаем для передачи трапецеидальную резьбу с параметрами:

---

Смотрите также файлы

• Пермский государственный национальный исследовательский университет.docx

• Объект исследования является интернет и его ресурсы.docx

• Тема 1 Особенности содержанию обновленных фгос.docx

• Почему я выбрал направление подготовки Техносферная безопасность.docx

• .docx