Расчет основных деталей приспособления

Для снятия пружины используется винтовое приспособление, которое позволяет создавать значительное усилие и несложно в изготовлении.

Резьбы винтовых механизмов (ходовые резьбы) обычно:

- трансцендальная;

- симметричная;

- трансцендальная несимметричная (упорная)

- прямоугольная.

Наиболее простой в изготовлении является прямоугольная резьба, которую мы используем для нашего приспособления.

Основным критерием работоспособности таких резьб являются износостойкость.

В целях уменьшения износа применяют антифрикционные пары материалов (сталь-чугун, сталь-бронза).

Примем для нашего случая:

Гайки – чугун СЧ 32-52 ГОСТ 1412-78

Винт – сталь 35 ГОСТ 2590-78.

Условия износостойкости:

δ = ___ Fа ____ < [δ см] (2.1)

πd2 π Z (21, с 258)

Где Z = Н/Р – число винтов гайки

Н – высота гайки

Fа – осевая сила действия на винт, в нашем случае Fа = 3500 Н

π = Р/2 – высота винта резьбы

Формула приводится к виду

d2 ≥ Fа / π φн φп [δ см] (2.2.)

Где φн = Н/d2 – коэффициент высота гайки

φп – коэффициент высоты резьбы

φп = 0,5 (21, с 258)

φн = 1,5 (21, с 258)

[δ см] = 5 МПа (21, с 258)

Тогда, d2 = 3500/3.14*1.5*0.5*5*106 = 0.017м =17мм

ρ = d2 /4 = 17/4 = 4,25 мм

Примем ρ = 4мм

Тогда, d = d2 + ρ/2 = 17+4/2=19мм

Принимаем d = 20мм

Из стандартного ряда резбь принимаем:

d = 20мм

ρ = 4мм

d2 = d – ρ/2 = 20-4/2 = 18мм

d1 = d – ρ =20-4 =16мм

Условие самоторможения винтовой пары 4<4

Где φ – угол подъема винтовой пары

φ – приведенный угол трения

φ = атсtg (ρ/ d2) (2.3.)

φ = атсtg (4/3,14*18) = атсtg 0,0707

φ = 4°3´

Принимаем для смазочного винта f=0,1.

Получим, φ = атсtg f атсtg 0,1 = 5°43´ что обеспечивает запас самоторможения

Момент необходимый для навинчивания равен

Тзав = Тт+Тр (2.4.)

Где Тт – момент сил терния на опорном торце гайки.

Тр – момент трения в резьбе

В разрабатываемой конструкции винт опирается на упорный подшипник качения. В этом случае будет считать Тт=0.

Тзав = Тр= 0,5 Fа d2 tg (φ+φ) (2.5.)

Тзав = Тр=0,5*3500*18* tg (4°3´ + 5°43´) = 5,424 (Н.м)

Для удобства работы с приспособлением примем длину рукоятки 150мм. При этом усилие для завинчивания будет равно

Fзав = Тзав /lр = 5,424/0,15=36,16Н

Диаметр рукоятки определяем из расчета на изгиб:

δр =µизг /W < [δр] (2.6.)

W -0,8 d3

µизг = Тзов

Подставим выражение для W в формулу, получаем:

dр ≥ /0,1 [δр]

Примем для рукоятки сталь 407, термообработка, тогда

[δр] =14,5 Н/мм2.