Расчет силовой винтовой передачи.

Размеры резьбы (рис. 1) выбираются из ГОСТ 9484-81 после расчёта по критериям работоспособности минимального допустимого среднего диаметра резьбы d₂ и шага резьбы р.

 

Рисунок 1. Геометрические параметры резьбы

 

 

Основным критерием работоспособности ходовой резьбы является условие износостойкости.

Средний диаметр винта и гайки.

При условии обеспечения необходимой износостойкости передачи винт-гайка определяем величину среднего диаметра d₂ резьбы

 

d ₂ = √(F/ π *k ₁ *k ₂ *[q]), мм (1)

 

где F -осевое усилие от веса автомобиля (исходные данные), приходящееся на каждую стойку, Н.

 

F = G _a *k _p /n _ст, (2)

 

где G_a – сила веса автомобиля, Н (задается с учетом модели автомобиля);

k_р - коэффициент неравномерности распределения силы веса по стойкам; k_р = 1,2;

n _ст – количество силовых винтов у подъемника.

 

 

k₁ - коэффициент высоты гайки (отношение высоты гайки h _г к среднему диаметру резьбы d₂). Выбирается из диапазона 1,2 ≤ k₁ ≤ 2,5.

 

Из практики проектирования автомобильных подъемников принимаем

 

k₁ = 2,5.

 

k₂ – коэффициент рабочей высоты профиля (отношение рабочей высоты профиля резьбы H₁ к шагу резьбы р).

 

Значение k₂ зависит от типа резьбы. С учетом реверсного возвратно-поступательного движения винта под нагрузкой принимаем

 

- трапецеидальную правую однозаходную (n =1) резьбу.

 

Число заходов резьбы n = 1 выбираем из необходимости иметь запас самоторможения при работе подъемника.

 

Для трапецеидальной однозаходной резьбы:

 

k₂ = 0,5

 

[q] - допускаемое давление на рабочей поверхности витка резьбы.

 

В качестве материалов винтов используют сталь марок 35, 45, 50, А45, А50 без термической обработки или марок У10, 65Г, 40Х, 40ХГ с термической обработкой.

Для уменьшения износа гайки изготавливают из бронзы марок БрОФ10-1, БрОЦС6-6-3, БрАЖ9-4. При небольших нагрузках в качестве материала гаек используют антифрикционный чугун марок АЧВ-1, АЧС-3 и др.

 

Принимаем из опыта эксплуатации материалы винтовой пары:

для винта - Сталь 45: s_в = 610МПа, s_т = 360МПа;

для гайки - Бр ОЦС-6-6-3 s_в = 200МПа, s_т = 90МПа.

 

Для выбранного сочетания материалов винта и гайки «незакаленная сталь - бронза» рекомендуется [q] = 8…10 МПа.

 

Назначаем

 

[q] = 10 МПа = 10۰10 ⁶ Па.

 

 

Шаг резьбы.

Задаемся числом витков гайки z из диапазона 6…12.

Из условия износостойкости резьбы (q = F/( π d ₂ H ₁ z) ≤ [q]) определяем рабочую высоту профиля резьбы H ₁:

 

H ₁ = F/( π d ₂ z[q]. (3)

Минимальное значение шага резьбы:

р = H ₁ / k ₂. (4)

Окончательные параметры резьбы.

 

Рассчитанные параметры резьбы d ₂ и р округляем до ближайших значений из ГОСТ 9484-81, табл.2:

Таблица 2

 

ГОСТ 9484-81	Номинальный диаметр	Средний диаметр	Внутренний диаметр	Шаг резьбы
d =	d2=	d3=	р =

 

 

Высота гайки.

 

Высота гайки h _г определяется по формуле:

 

h _г = k ₁ d ₂. (5)

 

Число витков резьбы гайки.

Уточненное значение числа витков резьбы гайки:

z = h/р. (6)

2.6. Длина нарезанной части винта

Минимальная длина L_в нарезанной части винта с учетом использования в кинематике механизма на одном винте двух гаек – рабочей и предохранительной:

L _в = H+2h _г (7)

где H – максимальная высота подъема автомобиля (исходные данные).