Допускаемые напряжения в болтах и винтах

При постоянных нагрузках критерием прочности служит предел текучести материала.

[s] = ; [t] = 0,7[s].

n = коэффициент безопасности, n = 1,5+ 3.

При циклических нагрузках критерием прочности служит предел усталости (выносливости) материала

[s] = ;

Здесь: x - масштабный фактор, характеризующий механические свойства реальных болтов по сравнению с испытываемыми образцами. Для болтов небольших диаметров x= 1;

d_-1 - предел усталости при симметричном цикле.

Для углеродистых сталей d_-1 = 0,43 d_b

Для легированных сталей d_-1 = 0,35 d_b + (700-1200)

n₁ - запас прочности к пределу усталости (по таблицам);

K_s - коэффициент концентрации напряжений (по таблицам).

Передача "винт-гайка"

Служит для преобразования вращательного в поступательное движение, применяется в домкратах, подъемниках, винтовых прессах, натяжных устройствах и ходовых винтах. К достоинствам передачи относятся возможность получения значительных передаточных отношений, малые габариты и бесшумная работа; недостатком является сравнительно низкий КПД в связи с большими потерями на трение в резьбе. Для уменьшения трения применяют трапецеидальную или упорную резьбу; гайка изготавливается из антифрикционного материала (обычно бронзы), винт должен иметь твердую и чисто обработанную поверхность нарезки.

Рис.25

P - осевая сила;

M_k = Ql - крутящий момент на оси винта;

d, d_c, d₁ - наружный, средний и внутренний диаметры винта;

H - высота гайки;

t - шаг нарезки, t = d-d₁;

[s]_см - допускаемое напряжение смятия в резьбе гайки (по таблицам).

Диаметр винта определяется в зависимости от прочности резьбы гайки на смятие

s_см = £[s]_см

Обозначив относительную высоту гайки , получаем:

s_см = ; d_c = ; y = 1,5 – 2,5.

Полученное значение округляется до ближайшего большего по таблицам резьб по ГОСТ.

Затем производятся проверка винта на совместное сжатие и кручение:

s_r = - по III теории прочности

s_изг = ; t_к = .

Длинные винты, имеющие гибкость l > 70, проверяются на продольный изгиб по формуле:

s_сок = £ j [s]_сок

Здесь: j - табличный коэффициент уменьшения допускаемого напряжения, зави-сящий от гибкости стержня; F₁ -площадь сечения винта по внутреннему диаметру

l =

ml - приведенная длина стержня винта;

m - коэффициент заделки концов стержня; для домкратов и подъемников (рис. 26 а) m = 2; для ходовых винтов (рис. 26 б) m= 1;

i - радиус инерции сечения винта по внутреннему диаметру резьбы;

J - момент инерции минимального сечения

i =

Для круглого сечения

J₁ = ; F₁ = ; i = .

Рис. 26