Определение параметров резьбы винта и гайки

Соединение винта с пятой выберем как показано на рис.1 , где d6=5мм - диаметр отверстия под установочные винты, L6=25мм. Высота пяты HP=30мм

Наружный диаметр гайки (рис.2) D2=1.6d=1.6*22=35мм [1].

Гайку приближенно можно рассматривать как втулку с наружным диаметром D2 и внутренним d, подвергающейся растяжению силой Q и кручению моментом ТР. Следовательно, в гайке действует напряжение растяжения и напряжение кручения

 (23)

Эквивалентное напряжение определяются по формуле (15). Получим .

Допускаемое напряжение [s] определяется по формуле (16), где sоп - опасное напряжение для гайки равно пределу прочности чугуна СЧ15-32, т.е. sоп=150МПа; [S] - коэффициент запаса прочности определяемый по формуле (17), где коэффициенты [S1], [S2] и [S3] в соответствии с рекомендациями [1] для данного случая выбраны равными 1.4;1.6 и 1.3 соответственно. Подставляя эти значения в формулу (17) получим [S]=1.4*1.6*1.3=3.

Подставляя [S] и sоп в формулу (16) получим [s]=150/3=50МПа>sэ=28МПа, условие прочности выполняется.

Из [1] диаметр буртика гайки D3=1.25D2=1.25*35=44мм. Вероятность смятия будет исключена, если выполняется условие

(24)

Допускаемое напряжение смятия [sсм] находится по формуле (16), в которой sоп=150МПа - предел прочности чугуна СЧ15-32 на растяжение, а [S] - коэффициент запаса прочности определяемый по формуле (17), где коэффициенты [S1], [S2] и [S3] в соответствии с рекомендациями [1] для данного случая выбраны равными 1.4; 2 и 1 соответственно. Подставляя эти значения в формулу (17) получим [S]=1,4*2,1*1=3. Подставляя эти значения в формулу (16) получим [sсм]=150/3=50МПа.

Подставляя значения в (24) получим

,

т.е. условие (24) выполняется.

Высота буртика гайки определяется из условия h2=0.5(D2-d)=0.5(35-22)=7мм.

В случае непаралельности опорных поверхностей буртика и корпуса возможно приложение силы Q в точке А. Условие прочности на изгиб запишется в виде

(25)

Допускаемое напряжение изгиба [sИ] находится по формуле (16) в которой sоп=320МПа - предел прочности чугуна СЧ15-32 на изгиб, а коэффициент запаса прочности [S] выбирается как при предыдущем расчете на прочность, т.е. [S]=3. Подставляя эти значения в формулу (16) получим [sИ]=320/3=107МПа.

Подставляя это значение в (25) получим

.

Проворачиванию гайки в корпусе под действием момента ТР противодействует момент трения ТБ, равный

(26)

где f3=0,2 - коэффициент трения покоя между буртиком и корпусом [1]. Тогда .

Гайка не проворачивается под действием момента ТР, следовательно, достаточно посадить гайку в корпус с натягом, например (H7/p6).

Определение размеров и проверка стойки

Момент М действующий на стойку определяется по формуле

М=Q*a (26)

где а=160мм - вылет поворотного кронштейна. Подставив значения а и Q=6000Н в формулу (26), получаем М=6000*160=960000Н*мм.

Если пренебречь, относительно малыми напряжениями растяжения, диаметр штыря можно найти из условия его прочности на изгиб под действием момента М

(27)

где [s] - определяется по формуле (16). Штырь изготовлен из того же материала что и винт, а последствия его разрушения такие же как и при разрушении винта, значит [s]=196МПа. Подставим полученные значения в формулу (27) и, округляя до целого в большую сторону, получим,

.

Диаметр стоики, подвергающейся действию тех же нагрузок, выбирается конструктивно [1] dC=1,3*dШ=1.3*37=52мм.

Необходимую высоту штыря h находим из условия прочности рабочих поверхностей на смятие. Из [1] это условие выглядит так

(28)

где [sСМ]=60МПа - максимальное допускаемое напряжение [1]. Подставляя значения в формулу (28), получим

.

Основание и стойка выполняются из двух отдельных деталей и соединяются при помощи сварки. Найдем необходимый катет шва [1] по формуле

(30)

где допускаемое напряжение в сварном шве [t]=0.6[sP]=0.6*140=84Н/мм2 [1] при ручной сварке электродами Э42, Э50. Подставляя значения М=960000Н*мм, dC=52мм в формулу (30) получим .

Определение размеров и проверка рычага