Расчет шариковинтовой передачи

Основные геометрические параметры шариковинтовой передачи d₀ — номинальный диаметр резьбы; р — шаг резьбы; d_w — диаметр шарика;  — угол контакта ( = 45⁰); z — число заходов резьбы (обычно z = 1); d₃ — внутренний диаметр резьбы винта (по дну впадины):

;                                     (16)

d — наружный диаметр резьбы винта:

;                                           (17)    

Чтобы в процессе работы не произошло раскрытия стыка между одной из гаек и корпусом, создают силу F_Н (Н) предварительного натяга, равную:

 при условии ,           (18)    

где С _ar — скорректированная динамическая грузоподъемность шариковинтовой передачи, Н [см. ниже формулу (13.15)]; F_а — внешняя осевая сила, Н. Если на передачу, собранную с силой предварительного натяга F_H, со стороны левой гайки действует осевая сила F_a, то осевые силы F _а и F_n, действующие в контакте с винтом соответственно левой и правой гаек, находят по формулам:

;                 (19)   

За расчетное значение осевой силы F_E в передаче принимают большее из двух: F_E = F_Л или F _E = F_П,

В передачах без предварительного натяга F_E = F_a.

В станкостроении шариковинтовые передачи стандартизованы. Для гаек применяют стали 9ХС, ШХ15, 18ХГТ. Винты изготавливают из сталей ХВГ, 8ХФ, 20ХЗМВФ. Рабочие поверхности закаливают до твердости .

 

Расчет шариковинтовой передачи на прочность.

Основными критериями работоспособности для хорошо смазываемых и защищенных от загрязнений передач являются сопротивление рабочих поверхностей контактной усталости и отсутствие у них пластических деформаций.

Подобно подшипникам качения шариковинтовые передачи не конструируют, а подбирают по каталогу. Расчет ведут по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания рабочих поверхностей) и по статической грузоподъемности для предупреждения пластических деформаций.

В табл. 3 приведены значения базовых динамической С_а и статической С_0а грузоподъемностей шариковинтовьгх передач.

 

1. Базовая динамическая грузоподъемность С _a представляет собой осевую силу в Н, которую шариковинтовая передача может воспринимать при базовой долговечности, составляющей 10⁶ оборотов винта.

          2. Базовая статическая грузоподъемность С_0а представляет собой статическую осевую силу в Н, которая вызывает общую остаточную пластическую деформацию шарика, канавок винта и гайки, равную 0,0001 диаметра шарика.

Базовая динамическая грузоподъемность соответствует 90%-ной надежности и распространяется на обычно применяемые стали. При отличии свойств материала от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности передачи вычисляют значение скорректированной динамической грузоподъемности С _ar по формуле:

                                  (20)  

где К_м — коэффициент, учитывающий качество материала (обычная плавка К _M=1, плавка с вакуумной дегазацией К_М=1,25, вакуумный переплав К_м= 1,7); K _p - коэффициент надежности передачи (при 90%-ной надежности К_р= 1, при 95%-ной К_р=0,85, при 97%-ной K_p=0,75); С_а — базовая динамическая грузоподъемность шариковинтовой передачи (см. табл. 3). Показателем долговечности шариковинтовых передач служит ресурс, т.е. наработка до предельного состояния (усталостного выкрашивания поверхностей качения), выраженная в миллионах оборотов L или в часах L _h:

, млн. об.;                  (21) 

, ч.;                         (22)  

где С _ar — скорректированная динамическая грузоподъемность, Н; F_E — расчетная осевая сила, Н; n — частота вращения винта, мин^-1.

Условием пригодности шариковинтовой передачи является:

                                                  (23)  

где L_h — расчетный ресурс, ч;

 — требуемый ресурс, ч.

Статическая контактная прочность обеспечивается при выполнении условия:

_,                                                                          (24)  

где F_E — расчетная осевая сила;

С_{0 a} — базовая статическая грузоподъемность, Н.

42. Основные типы и конструкции приводных цепей. Основы выбора и расчета цепных передач.

Передачу механической энергии между параллельными валами, осуще­ствляемую с помощью двух колес — звездочек 1 и 2 и охватывающей их цепи 3, называют цепной передачей (рис. 1). Служат для передачи вращения между удаленными друг от друга параллельными валами.

 

Рис.1. Цепная передача: 1 — ведущая звездочка; 2 — ведомая звездочка;

3 — цепь; 4 — натяжное устройство

 

Цепная передача, как и ременная, принадлежит к числу передач с гиб­кой связью. Гибким звеном в этом случае является цепь, входящая в зацеп­ление с зубьями звездочек. Цепь состоит из соединенных шарни­рами звеньев, которые обеспечивают по­движность или «гибкость» цепи. Зацепление обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с ременной передачей.

    Цепную передачу можно классифицировать как передачу зацеплением с гибкой связью (ременная — трением с гибкой связью). Зацепление позволя­ет обойтись без предварительного натяжения цепи. В конструкции цепных передач для компенсирования удлинения цепи при вытяжке и обеспечения эксплуатационной стрелы провисания f ведомой ветви иногда предусмат­ривают специальные натяжные устройства (см. рис.1). Кроме перечисленных основ­ных элементов, цепные передачи включают смазочные устрой­ства и ограждения.

Угол обхвата звездочки цепью не имеет такого решающего значения, как угол обхвата шкива ремнем в ременной передаче.

Цепные передачи можно использовать как при больших, так и при малых межосевых расстояниях. Они могут передавать мощность от одного ве­дущего звена 1 нескольким звездочкам 2 (рис.2).    

Классификация

Цепные передачи разделяют по следующим основ­ным признакам:

По типу цепей: с роликовыми (рис.4, а); с втулочными (рис.4, б); с зубчатыми (рис.4, в).

По числу рядов роликовые цепи делят на однорядные (см. рис.4, а) и многорядные (например, двухрядные, см. рис.4, б).

По числу ведомых звездочек: нормальные двухзвенные (см. рис.1, 4, 5); специальные — многозвенные (см. рис. 2, 3).

По расположению звездочек: горизонтальные (рис.5, а); наклон­ные (рис.5, б); вертикальные (рис.5, в).

5. По способу регулирования провисания цепи: с натяжным устройст­вом (см. рис. 1); с натяжной звездочкой (роликом, рис.6).

6. По конструктивному исполнению: открытые (см. рис.3), закрытые (рис.7).

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: