Meetrilise keerme arvutamine tugevuse jaoks võrgus. Kruvi-mutterülekande tugevuse arvutamine

Keermestatud ühendused on kõige levinum eemaldatavate ühenduste tüüp. Need viiakse läbi kinnitusdetailide keermestatud osade (poldid, kruvid, naastud, mutrid jne) abil.
Eelised: töökindlus, monteerimise / lahtivõtmise lihtsus, disaini lihtsus, madal hind (standardiseerimise tõttu), valmistatavus, survejõu reguleerimise võimalus.
Puudused: pinge kontsentratsioon keermeõõnsustes, madal vibratsioonikulu.

Silindrilise pinna kujunemisel paikneb spiraal teatud nurga all ψ , nimetatakse seda nurka esinurgaks.

Keermekäik, mis on sama spiraali samade punktide vaheline kaugus. Keermeprofiili peamine omadus on külgnevate külgede vaheline nurk telglõike tasapinnas, mida nimetatakse keermeprofiili nurgaks. Kolmnurkse profiili jaoks meetriline niit, tolli , trapetsikujuline .

Niitide valmistamiseks on kaks peamist viisi: koputamine ja rullimine. Keermestamine toimub lõikurite, kammide, stantside, kraanide, keermepeade, lõikuritega.
Keerme valtsimine toimub keermerullimismasinatel kammide või rullide abil töödeldava detaili plastilise deformatsiooni teel. See meetod on väga produktiivne, seda kasutatakse masstootmises standardsete kinnitusdetailide valmistamisel.

Silindrilise keerme peamised geomeetrilised parameetrid on:

d- välisläbimõõt (keerme nimiläbimõõt);
d1- mutri keerme siseläbimõõt;
d2- keskmine keerme läbimõõt, s.o. kujuteldava silindri läbimõõt, millel oleva mähise paksus on võrdne süvendi laiusega;
lk- keerme samm, st. kahe külgneva pöörde samanimeliste külgede vaheline kaugus telje suunas;
tel- niidi löök, st. kaugus sama pooli sarnaste külgede vahel teljesuunas;
α - keermeprofiili nurk;

42. Hõõrdemoment keermes ja mutri (kruvi) otsas. Keerme arvutamine nihke- ja nihkepinge jaoks. Mutri kõrgus ja kruvimissügavus.

Valdav enamus keermestatud ühendused eellaadimisega. Pingutus tekib montaaži käigus nii, et peale töökoormuse rakendamist ei tekiks ühenduskoha avanemist ega ühendatavate detailide nihkumist.

Mutri (või korkkruvi) kruvimisel on vaja rakendada pingutusmomenti T, et ületada keermes takistuse moment T R ja takistuse moment T T mutri otsas:

T pea \u003d T R + T T, (2.1)

kus T P \u003d F t d 2/2 \u003d 0,5 F zat d 2 tg (Ψ + φ 1) ; (2.2)

T T \u003d 0,5 F zat f T d cf, (2,3)

F zat - aksiaalne pingutusjõud;

d2 on keerme keskmine läbimõõt;

Ψ – keerme spiraalinurk;

φ 1 - vähendatud (võttes arvesse profiilinurga α mõju) hõõrdenurk keermes: φ 1 = φ / cos (α / 2),

φ on kruvi-mutri paari materjalide hõõrdenurk;

f T on mutter-osa paari materjalide hõõrdetegur;

d cf - rõnga keskmine läbimõõt (joonis 2.2):

dav = 0,5 (D + dh).

Keermestatud ühenduste töö näitab, et poltide, kruvide, naastude jms rike. osad tekivad nende varda rebenemise (või venitamise) tõttu piki niiti või peas asuvat üleminekuosa. Keermeelementide hävimist või kahjustamist esineb harvemini ja see on tüüpiline osadele, mida sageli tuleb lahti võtta ja kokku panna. Vajadusel kontrolli keerme tugevusarvutusi nihke- ja nihkepingete osas.

Keerme nihketugevuse tingimusel on vorm

τ cp = K/A cp) ≤[τ cp ],

Kus K- telgjõud; Aср on keermestatud pöörete lõikeala; kruvi jaoks (vt joonis 1.9) A cp = π d 1 kH g pähkli jaoks A cp = π DkH g.Siin H g - mutri kõrgus; k- koefitsient, võttes arvesse keermepõhja laiust: meetermõõdustiku kruvikeermetele k≈ 0,75, mutri puhul k≈ 0,88; trapetsikujuliste ja tõukekeermete jaoks (vt joonis 1.11, 1.12) k≈ 0,65; ristkülikukujulise keerme jaoks (vt joonis 1.13) k= 0,5. Kui kruvi ja mutter on samast materjalist, kontrollitakse ainult kruvi nihke suhtes, kuna d l < D.

Keerme tugevuse seisund crushile on vorm

σ cm = K/A cm ≤[σ cm ],

Kus A cm - tingimuslik muljumisala (kruvi ja mutri keermete kokkupuutepinna projektsioon teljega risti olevale tasapinnale): A cm = π d 2 hz, kus (vt joonis 1.9) nd 2 – ühe pöörde pikkus piki keskmist läbimõõtu; h- keermeprofiili töökõrgus; z= H G / R - keermete arv mutri kõrgusel H G; R- keerme samm (vastavalt standardile on näidatud keermeprofiili töökõrgus H 1).

Mutri nõutav kõrgus määratakse tingimusel, et poldivarda pinges on aksiaalkoormuse mõjul ja mutri keerme painutamisel, lõikamisel ja muljumisel võrdne tugevus. On kindlaks tehtud, et esimene niit jõu rakendamise punktist võtab 34% kogukoormusest, teine - 23%, kolmas - 15% ja kümnes - ainult 0,9%. Seega ei taju kõik mutri keerme pöörded pärast kümnendat praktiliselt mingit koormust.

Nii nagu mutri keere, töötab ka pesa keere, millesse keeratakse kruvi või naast. Olenevalt materjalist, millest on valmistatud osad, millesse naastud kruvitakse, muutub ka naastude sissekeeramise sügavus. Siin on juba arvesse võetud aksiaalkoormuse suurust, sest mida suurem see on, seda suurem on naastu läbimõõt ja seda suurem on kruvimissügavus.

Keerme sammu p määramiseks leiame keerme kulumiskindluse tingimusest (1) profiili töökõrguse H 1 .

Esialgselt määrame mutri z pöörete arvu vahemikus 6 ... 12, olgu z = 10.

Seejärel kulumiskindluse tingimusest (1) keermeprofiili töökõrgus:

kus d 2 \u003d 18 mm on keskmine läbimõõt arvutusest (3),

Keerme sammu minimaalne väärtus, arvestades, et , leiame valemiga

3.3 Keerme parameetrid standardist GOST 9484-81 (GOST 10177-82).

Väärtuste jaoks d 2 = 18 mm (alates (3)) ja p min = 3,6 mm (alates (5)) vastavalt GOST 9484-81, keermega

d \u003d 20 mm, d 2 = 18 mm, p = 4 mm, d 3 = 15,5 mm.

4 Kontrollige spindli stabiilsust

Kontrollime kruvi stabiilsust vastavalt juhendis toodud meetodile.

Painduvusega >50 kruvi võib survejõu mõjul stabiilsuse kaotada F.

Propelleri stabiilsuse kontrollimine taandub tingimuse täitmisele

F ≤ F cr /S ,

kus F cr \u003d cr A - kriitiline jõud, mille juures kruvi kaotab stabiilsuse,

 cr - kriitiline stress,

A \u003d 188 mm 2 - ohtliku lõigu pindala (vt punkt 6);

S4 – minimaalne lubatud ohutusvaru.

Kriitiline pinge arvutatakse sõltuvalt sihvakuse väärtusest:

kui 90, siis vastavalt Euleri valemile kr =,

kus E 2 10 5 MPa on terase elastsusmoodul;

kui 50 ≤ < 90 kr 490 - 2,6  ,

kui painduvus on väiksem kui 50, on propelleri stabiilsuse kaotus võimatu.

Kruvi paindlikkus

kus =2 - tungraua pikkuse vähendamise tegur;

l r  l- kruvi hinnanguline kõrgus,

l= 150 mm - koorma kõrgus;

3,875 mm - sõukruvi pöörlemisraadius piki sisediameetrit ( d 3 või d 1).

77,42 < 90.

Kriitiline pinge  cr =288,7 MPa , kriitiline jõud F cr =288,7*18854275,6 MPa, stabiilsustingimus

F= 10000 HF cr /4 = 54275,6/413568,9H

Esitatud.

5 Isepidurdusseisundi kontrollimine.

Isepidurdusseisundit täheldatakse, kui keerme spiraalinurk  (keerme spiraalinurk) on väiksem kui vähendatud hõõrdenurk " (joonis 4, b).

Joonis 4 - .

Samas varu isepidurdamiseks sk

K \u003d  "/ 1,2. (6)

Keerme spiraalinurk (vt joonis 4, a) n=1 juures (arvutatakse keerme keskmise läbimõõdu jaoks)

vähendatud hõõrdenurk

" ,

kus f = 0,1 - kruvi-mutri paari hõõrdetegur.

Isepidurdusvaru

K \u003d  "/ \u003d 6 / 4,05 1,48\u003e 1,2.

Seetõttu on kruvipaaril isepidurdus.

6 Kanna kuju valimine ja hõõrdemomendi arvutamine kannas

Valime tungrauades tavaliselt kasutatava rõngakujulise tugipinna (joonis 6). Tungraua D 0 rõnga siseläbimõõt leiate suhtest:

Rõnga välisläbimõõt D määrame kindlaks lubatud erirõhu alusel tassi tugipinnale,

Joonis 6 - .

teraspindade puhul [q] =12 MPa, seega:

Hõõrdemoment rõngakujulises kannas (kruvi otsa ja tassi kandepinna vahel)

15225,53 N mm,

Kus f 1 \u003d 0,12 - terase-terase materjalide kombinatsiooni libisemishõõrdetegur.

7 Juhtkruvi tugevuse kontrollimine

Kruvivõllis koormuse all F Tekivad surve- ja väändepinged (vt joon. 1). Samaväärse pinge arvutusvalem.

Nagu kogemus näitab, on kruvihammaste ebarahuldava töö põhjuseks enamasti niidi kulumine.

Seetõttu on kõigi kruvide hammasrataste põhiarvutus kulumise arvutamine, mille tulemusena määratakse kruvi läbimõõt ja mutri kõrgus. Keskmise rõhu kontrollimine R keermes eeldatakse, et kõik keermed on ühtlaselt koormatud.

Joonis 20 – Kulumiskindluse kruvi-mutterülekande arvutamine

Jõuülekande kulumiskindluse arvutamine toimub tingimusel, et määrdeainet ei pigistata, eeldades, et sissesõidu tõttu jaotub koormus keermete vahel ühtlaselt:

p välja \u003d F a / Az sisse \u003d F a / (d 2 × H 1 × z sisse) ≤ [p] välja, (15)

Kus F a– väline teljesuunaline jõud;

A- mähise tööpinna pindala;

d 2 - keskmine keerme läbimõõt;

H 1 - keermeprofiili töökõrgus;

z b on pöörete arv kõrgusega mutris H: z e = Н/р (siin R- keerme samm); [p] out - lubatud rõhk (valitud vastavalt tabelile 2).

Tabel 2 - Lubatud rõhk keermes "kruvi-mutri" paari jaoks

Märge. Harva töö, aga ka madala kõrgusega mutrite puhul väärtus [p] välja saab suurendada 20%.

Disaini arvutamiseks on soovitatav saadud valem teisendada, asendades z väärtusega (H / p p), mis tähistab ψ H \u003d H / d 2 - mutri kõrgustegur, ψ h = h/p p - keerme kõrguse tegur.

Seejärel (joonis 20):

, (16)

Võtke ψ h \u003d 0,5 trapetsikujulise ja ψ h \u003d 0,75 tõukejõu keerme jaoks; ψ h = 1,2–2,5 sõltuvalt konstruktsiooni kaalutlustest ( suured väärtused väiksema läbimõõduga niitide jaoks). Saadud väärtus d 2 standardiga kooskõlas.

Pärast keerme arvutamist kontrollitakse tugevalt koormatud kruvide, näiteks tungraua kruvide tugevust, võttes [] = 0,3 t, ja stabiilsust.

Jõuülekande tõhususe libisev kruvimutter

Lükandkruvi-mutterülekande puhul tekivad kaod keermes ja laagrites. Peamine osa on keermekaod. Need sõltuvad keermeprofiilist, selle juhtmest, kruvipaari materjalist, valmistamise täpsusest, kontaktpindade kareduse ja määrdeaine tüübist:

(24)

kus η on koefitsient, mis võtab arvesse tugede kadusid. See koefitsient sõltub kruvimehhanismi konstruktsioonist. Niisiis, tööpinkide juhtkruvide (toed - veerelaagrid) puhul η sisse = 0,98.