Написать письмо
info@cncnc.ru
Исходные данные. Тяговое усилие Q, H; наружный d, средний d2 и внутренний d1 диаметры винта, мм; ход винтовой линии S, мм; число заходов резьбы z; длина гайки l , мм; предел текучести στ материала винта, МПа. Резьбу ходовых винтов делают преимущественно трапецеидальной.
Расчет на прочность (рис. 1). Угол подъема винтовой линии резьбы
.gif){kind=small}
КПД передачи
где при малых скоростях скольжения (~ 0,01 м/с) угол трения р ~ 6 ÷ 8°.
Допускаемое напряжение в материале винта, МПа,
Расчетная площадь сечения винта, мм2,
F = 0,785d12
Приведенное напряжение винта, МПа,
Расчет на износостойкость. Рабочая высота витка резьбы, мм,
Среднее давление на рабочих поверхностях резьбы, МПа,
где [q] - по табл. 1.
Расчет на устойчивость (рис. 2). За расчетную длину винта L принимают наибольшее возможное расстояние между опорами винта.
Дополнительные исходные данные: диаметр левой опоры винта d'оп , мм; диаметр правой опоры винта
d''оп , мм; длина левой опоры винта l'оп , мм; длина правой опоры винта l''оп , мм; модуль упругости материала винта Е , МПа.
Рис. 1. Схема и данные для расчета на прочность и износостойкость
Рис. 2. Схема и данные для расчета на устойчивость
1. Допускаемые значения среднего давления
| Винтовые передачи | Материал | [q] , МПа | |
| винта | гайки | ||
|
Для точных расчетных перемещений (винты |
Сталь | Бронза | 5,0 |
| Сталь | Чугун | 2,0 | |
|
Другие ответственные передачи (в механизмах подачи фрезерных и других станков) |
Сталь | Бронза | 12,0 |
| Сталь | Чугун | 8,0 | |
|
Примечания: 1. При l/d2 = 2,5 приведенные в таблице значения можно повышать |
|||
| 2. Закрепление винта в опоре и значения коэффициента m | |
| Схема закрепления винта | m |
 |
40 |
 |
28 |
 |
20 |
 |
18 |
 |
10 |
Расчетный момент инерции поперечного сечения винта, мм4,
Характеристика левой опоры винта λ'оп= l'оп /d'оп, правой λ''оп= l''оп /d''оп для опорной гайки за dоп принимается средний диаметр d2 резьбы.
Расчетный запас устойчивости
где m - по табл. 2.
Вид опор винта устанавливают в зависимости от λоп:
при λоп < 1,5 - опора шарнирная;
при λоп >3 - винт заделан в опоре;
при λоп= 1,5 ÷3 - винт закреплен в опоре упруго. Это справедливо и для неразъемных гаек; разъемные гайки следует рассматривать как шарнирную опору.
3. Допускаемая накопленная ошибка шага винтов, мкм
|
Класс |
В пределах |
На длине, мм |
На каждые следующие |
На всей длине |
||
|
25 |
100 |
300 |
||||
|
0 |
±2 |
2 |
3 |
5 |
2 |
10 |
|
1 |
±3 |
5 |
6 |
9 |
3 |
20 |
|
2 |
±6 |
9 |
12 |
18 |
5 |
40 |
|
3 |
±12 |
18 |
25 |
35 |
10 |
80 |
|
4 |
±25 |
35 |
50 |
70 |
20 |
100 |
Необходимые значения запаса устойчивости nу:
а) для вертикальных ходовых винтов nу =2,5, если на винт не действуют поперечные силы и расчетное усилие Q является минимальным, в противном случае nу =3,5÷4;
б) для горизонтальных ходовых винтов nу =4÷5;
в винторезных станках и во фрезерных станках nу =3÷4.
Материалы для ходовых винтов. Для термически необработанных ходовых винтов к токарным станкам нормальной и повышенной точности лучшим материалом является горячекатаная сталь А40Г. Применяют также сталь 45 и 40Х улучшенную.
Для ходовых винтов 0 и 1-го классов точности в случае окончательной обработки резцом применяют сталь У10А. Сталь отжигают на твердость 197НВ.
Для закаливаемых и шлифуемых по профилю резьбы ходовых винтов 0 и 1-го классов точности применяют сталь марок 40ХГ и 65Г, обладающую высокой износостойкостью.
Гайки для винтов 0; 1 и 2-го классов точности изготовляют из бронзы марок БрО10Ф1 и БрО6Ц6С3; для винтов
3 и 4-го классов точности - из антифрикционного чугуна.
Допускаемые отклонения винтов. В зависимости от назначения, точности и предъявляемых в эксплуатации требований устанавливают 5 классов точности ходовых винтов: 0, 1, 2, 3 и 4.
1. Наибольшая допускаемая накопленная ошибка шага приведена в табл. 3.
2. Допуски на наружный, средний и внутренний диаметры резьбы винтов устанавливают не более соответствующих допусков на трапецеидальную резьбу по ГОСТ 9484-81 с полем допуска 7Н по ГОСТ 9562-81.
3. Для обеспечения требуемой точности винтов по шагу и для предохранения резьбы винтов от быстрой потери точности в результате местного износа присвоены отклонения на овальность среднего диаметра винта, приведенные в табл. 4.
4. Допускаемое отклонение среднего диаметра винта
на овальность, мкм
|
Класс точности винта |
Овальность при шаге, мм |
Конусообразность, мкм |
||
|
3-5 |
6-10 |
12-20 |
||
|
0 |
3 |
3 |
5 |
5 |
|
1 |
5 |
5 |
7 |
8 |
|
2 |
7 |
8 |
10 |
10 |
|
3 |
10 |
12 |
15 |
15 |
|
4 |
15 |
18 |
20 |
20 |
5. Допускаемое биение наружного диаметра винтов, мкм
|
Класс |
Для винта длиной, м |
|||
|
До1 |
Св. 1 до 2 |
Св.2 до 4 |
Св.4 до 6 |
|
|
0 |
20 |
40 |
- |
- |
|
1 |
40 |
60 |
- |
- |
|
2 |
80 |
100 |
150 |
200 |
|
3 |
120 |
150 |
200 |
300 |
|
4 |
200 |
250 |
300 |
- |
б. Допускаемые отклонения на половину угла профиля, минуты
|
Класс |
При шагах винта, мм |
||
|
3-5 |
6-10 |
12-20 |
|
|
0 |
12 |
10 |
8 |
|
1 |
15 |
12 |
10 |
|
2 |
20 |
18 |
15 |
|
3 |
30 |
25 |
20 |
|
Примечание. Для винтов 4-го класса точности отклонения не регламентируются и |
|||
Допускаемые отклонения шага и профиля ходовых винтов 0 и 1-го классов точности должны обеспечиваться соответствующей жесткостью, характеризуемой отношением L / d2:
для 0-го класса точности L / d2 ≤ 20;
для 1-го класса точности L / d2 ≤ 25, где L - длина резьбы; d2 - средний диаметр резьбы.
4. Наружный диаметр винта в одном перпендикулярном его оси сечении должен отличаться от наружного диаметра в любом таком же сечении винта не более чем на величину допуска по h5 для винтов 0, 1 и 2-го класса точности, по h6 для винтов 3-го класса и по f7 для винтов 4-го класса точности.
В тех случаях, когда наружный диаметр винта служит технологической базой (при нарезании резьбы), его выполняют по h5 для винтов 0, 1 и 2-го класса точности, по h6 для винтов 3-го класса; по f7 для винтов 4-го класса точности.
5. Биение наружного диаметра ходовых винтов при проверке их в центрах допускается в пределах, указанных в табл. 5.
6. Для каждой половины угла профиля резьбы винтов устанавливают допускаемые отклонения, приведенные в табл. 6.
Допускаемые отклонения гайки. 1. Допуски на наружный, средний и внутренний диаметры резьбы гаек устанавливают не более соответствующих допусков на трапецеидальную резьбу по ГОСТ 9484—81 с полем допуска Н8 по ГОСТ 9562-81.
2. Для разрезной гайки ее наружный диаметр резьбы назначают из условий обеспечения прилегания гайки к винту по профилю, поэтому его задают большим на 0,5 мм, чем по ГОСТ 9484-81.
3. В тех случаях, когда внутренний диаметр гайки служит технологической базой (для окончательной обработки корпуса гайки), внутренний диаметр резьбы гайки выполняют по Н6 для гаек к винтам 0, 1 и 2-го класса точности, Н7 - для гаек к винтам 3-го класса, Н8 - для гаек к винтам 4-го класса точности.
Для разрезной гайки ее внутренний диаметр резьбы назначают из условий обеспечения необходимого зазора, поэтому его задают большим на 0,5 мм, чем по ГОСТ 9484-81.
4. Внутренний диаметр гайки в одном перпендикулярном к ее оси сечении должен отличаться от внутреннего диаметра в любом таком же сечении гайки не более чем на величину допуска по Н6 для гаек к винтам 0, 1 и 2-го класса точности, Н7 -для гаек к винтам 3-го класса, Н8 - для гаек к винтам 4-го класса точности.
5. Величины допускаемых отклонений профиля и шага гаек не регламентируются, а ограничиваются величиной допуска на средний диаметр.
Шероховатость поверхности сторон профиля винтов и гаек приведена в табл. 7.
7. Параметры шероховатости поверхности Rа сторон профиля
трапецеидальной резьбы, мкм
|
Классы точности |
Ходовые винты |
Гайки |
|
0 |
0,20 |
- |
|
1 |
0,40 |
- |
|
2 |
0,80 |
0,80 |
|
3 |
1,6 |
1,6 |
|
4 |
1,6 |
2,5 |
