makita hr2470

Расчет ходовых винтов

Исходные данные. Тяговое усилие Q, Н ; 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 σт материала винта, МПа. Резьбу ходовых винтов делают преимущественно трапецеи­дальной.

Расчет на прочность (рис. 1). Угол подъ­ема винтовой линии резьбы

tgβ= S/πd2

КПД передачи

η= tgβ/ tg(β + p),

при малых скоростях скольжения (≈ 0,01м/с) угол трения р = 6…8°.

Допускаемое напряжение в материале винта, МПа,

в] = σт / 3…3,5.

Расчетная площадь сечения винта, мм2,

F = 0,78d12

Приведенное напряжение винта, МПа,

формула

Расчет на износостойкость.

t2 = (d-d1)/2

Среднее давление на рабочих поверхно­стях резьбы, МПа,

формула

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'oп, 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.

рисунок

Рис. 1. Схема и данные для расчета на прочность и износостойкость

рисунок

Рис. 2. Схема и данные для расчета на износостойкость

1. Допускаемые значения среднего давления

Винтовые передачи

Материал

[q], МПа

винта

гайки

Для точных расчетных перемещений (винты рабочих подач винторезных и других станков)

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 примерно на 20%.

2. Для разъемных маточных гаек, у которых часть резьбы срезана, приведенные в таб­лице значения [q] следует уменьшать на 15—20%.

2. Закрепление винта в опоре и значения коэффициента m

Схема закрепления винта

m

Схема закрепления винта

m

рисунок

40

рисунок

18

рисунок

28

рисунок

10

рисунок

20

Расчетный момент инерции попереч­ного сечения винта, мм4,

формула

Характеристика левой опоры винта λ' = l'оп/d'оп, правой λ'' = l''оп/d''оп; для опорной гайки за doп принимается средний диаметр d2 резьбы.

Расчетныйзaпac устойчивости

формула

где m - по табл. 2.

Вид опор винта устанавливают в зави­симости отλоп:

приλоп < 1,5 - опора шарнирная;

приλоп > 3 - винт заделан в опоре;

приλоп = 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 точности винта

В пределах одного шага

На длине, мм

На каждые следующие 300мм длины добавляется

На всей длине винта, не более

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…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

1

2

3

4

3

5

7

10

15

3

5

8

12

18

5

7

10

15

20

5

8

10

15

20

5. Допускаемое биение наружного диаметра винтов, мкм

Класс точности винта

Для винта длиной, м

До1

Св. 1до 2

Св. 2 до 4

Св. 4до 6

0

1

2

3

4

20

40

80

120

200

40

60

100

150

250

-

-

150

200

300

-

-

200

300

-

6. Допускаемые отклонения на половину угла профиля, минуты

Класс точности винта

При шагах винта, мм

3-5

6-10

12-20

0

1

2

3

12

15

20

30

10

12

18

25

8

10

15

20

Примечание. Для винтов 4-го класса точности отклонения не регламен­тируются и ограничиваются лишь величи­ной допуска на средний диаметр.

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 f 7 для винтов 4-го класса точности.

В тех случаях, когда наружный диаметп 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 f 7 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 0,5мм, 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 , 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 Raсторон 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



« Назад [Расчет ходовых винтов] Далее »

Если статья Вам понравилась или была полезной, поделитесь ней, пожалуйста, в социальных сетях: