Расчет винтового настенного пресса

1. Определение размера "с" накладок из условия прочности по изгибу.

Расчёт будем вести по одной из двух накладок, при этом сила, действующая на неё, в два раза меньше полной.

[pic 1]

Условие прочности накладок по изгибу:

[pic 2],

где [pic 3] – момент действующей на накладку силы в наиболее нагруженном шве;

[pic 4] – момент сопротивления расчётного (наиболее опасного) сечения.

Допускаемое напряжение на растяжение [pic 5], где [pic 6] – предел текучести для стали ст.3, [pic 7]- коэффициент запаса по отношению к пределу текучести, по условию [pic 8].

Согласно таблице 2.1 из [1] допускаемое напряжение среза в сварных швах при ручной сварке электродами Э42А: [pic 9].

Подставив в исходное выражение условия прочности накладок по изгибу выражения для момента силы и момента сопротивления, получим:

[pic 10].

Отсюда находим размер накладок

[pic 11].

Принимаем [pic 12].

2. Определение диаметра d винта и высоты HГ гайки.

[pic 13]

Для передачи винт – гайка скольжения механизма ручного винтового пресса выбираем симметричную трапецеидальную резьбу.

Коэффициент высоты рабочего профиля резьбы для симметричной трапецеидальной резьбы [pic 14].

Коэффициент высоты гайки принимаем [pic 15].

Допускаемое давление в витках резьбы передачи винт – гайка скольжения согласно таблице 4.2 из [1] для пары незакалённая сталь – бронза [pic 16].

Из расчёта на износостойкость согласно формуле 14.5 из [2] определяем средний диаметр винта

[pic 17],

где F – осевая сила, действующая на передачу.

В соответствии с рассчитанным значением [pic 18] согласно ГОСТ 24737-81 подбираем стандартную трапецеидальную однозаходную резьбу Tr14×2 c параметрами:

[pic 19];

[pic 20];

[pic 21];

[pic 22];

[pic 23].

Из формулы 14.4 по [2] получаем высоту гайки

[pic 24].

Принимаем [pic 25].

Проверяем условие самоторможения [pic 26],

где [pic 27] – угол подъёма винтовой линии по среднему диаметру [pic 28], согласно формуле 1.1 из [2];

[pic 29] – приведённый угол трения, где [pic 30] – приведённый коэффициент трения, согласно формуле 1.2 из [2]; [pic 31] – коэффициент трения в резьбе, согласно табл. 3.5 из [1], [pic 32] – угол профиля, для трапецеидальной резьбы [pic 33].

Тогда приведённый угол трения

[pic 34].

[pic 35]условие самоторможения выполняется.

Так как стержень винта работает на сжатие, необходимо провести расчёт на сжатие. Прочность винта определяют по эквивалентному напряжению по формуле 1.18 из [2]:

[pic 36].

Допускаемое напряжение сжатия

[pic 37],

где [pic 38]– предел текучести для стали 45 улучшенной, из которой изготовлен винт.

Напряжение сжатия

[pic 39],

где [pic 40] – площадь поперечного сечения винта.

Касательные напряжения

[pic 41],

где [pic 42] – момент в резьбе;

[pic 43] – полярный момент сопротивления в поперечном сечении винта.

Эквивалентное напряжение

[pic 44]

Так как стержень имеет большую свободную длину, необходим проверочный расчёт на устойчивость.

Гайку считаем заделкой, т.к. [pic 45], другой конец винта считаем шарнирным. Для такого сочетания опор коэффициент приведения длины[pic 46].

Расчётная длина сжатого участка[pic 47]

[pic 48]

Радиус инерции поперечного сечения винта

[pic 49].

Гибкость

[pic 50].

Т.к. [pic 51], то стержень средней гибкости и средней жёсткости, тогда критическая сила

[pic 52], где критическое напряжение определяется по формуле Ясинского-Тетмайера: [pic 53].