Оценка передачи винт — гайка

 

Достоинства передачи винт — гайка:

• простота конструкции;

• малые габаритные размеры при большой несущей способности;

• большое передаточное число;

• возможность изготовления с большой точностью;

• возможность получения самоторможения в передаче. Основной недостаток передачи винт — гайка — низкий КПД. При использовании передачи качения КПД увеличивается, но такие переда­чи сложны и их стоимость выше.

Материалы

 

Винты изготовляют из стали 45 или 50, а гайки из оловянных бронз БрО10Ф0,5 и Бр06Ц6СЗ.

Тяжелонагруженные передачи качения изготовляют из хромистых сталей, закаленных до твердости 61 HRC (ХВГ, 8ХВ и др.).

Силовое соотношение в передаче винт — гайка

 

Окружная сила на маховике (см. рис. 7.1)

где F_a — осевая сила на гайке (винте); i — передаточное отношение пе­редачи; η — КПД передачи:

где ψ — угол подъема винтовой линии (рис. 7.3); f = tg ψ ' — коэффици­ент трения; ψ ' = arctg f — приведенный угол трения.

Критерии работоспособности и расчет передачи винт — гайка

 

Основным критерием работоспособности является износостойкость резьбы. Для уменьшения износа применяют антифрикционные пары материалов (сталь — бронза, сталь — чугун), смазку поверхностей, ма­лые допускаемые напряжения смятия.

Резьбу проверяют на смятие. Рассчитывают среднее давление на по­верхности витков из условия невыдавливания смазочного материала. Прочность тела гайки рассчитывают из условия прочности на растяже­ние. Винты проверяют на сжатие и устойчивость.

Расчет на износостойкость резьбы проводят по допускаемому давле­нию [ р ]_изн с последующей проверкой болта на прочность

где d₂ — средний диаметр резьбы; Н₁ — рабочая высота профиля резь­бы; Z_B — число витков гайки.

Для проектировочного расчета передачи

где

— коэффициент высоты гайки; ψ _h — коэф­фициент рабочей высоты профиля резьбы; ψ_Н = 0,5 (трапецеидальная резьба); ψ_н = 0,75 (упорная резьба). Наружный диаметр гайки

где d — наружный диаметр резьбы.

 

Червячная передача

Знать принцип работы, особенности рабочего процесса; причины вы­хода из строя и критерии работоспособности червячных передач; геомет­рические и силовые соотношения в червячных передачах; формулы для рас­чета на прочность.

Червячная передача — передача зацеплением со скрещивающимися осями валов. Передача движения происходит от червяка (однозаходного или многозаходного винта) к зубчатому колесу специальной формы и осуществляется по принципу винтовой пары (рис. 8.1).

 

В передаче возникает значительное взаимное скольжение витков червяка по зубьям колеса, что вызывает повышенный износ и значи­тельное выделение теплоты. Для уменьшения трения венцы червячных колес изготовляют из антифрикционных материалов (бронзы, реже чу­гуна).

Проводится тепловой расчет и определяются способы охлаждения. Зацепление требует периодических регулировок.

Оценка червячных передач