Проектировочный расчет винта включает в себя определение стандартных параметров заданной резьбы: диаметров и шага; с учетом критериев работоспособности, а именно износостойкости винтовой пары
где: р – удельное давление на витках резьбы, МПа;
[ р ] – допускаемое удельное давление на витках резьбы, МПа.
Допускаемое удельное давление в витках резьбы [ р ] для пары материалов сталь незакалённая - бронза оловянная определяется из диапазона [ p ]=8..10 МПа.
Принимаю: [ р ] = 10 МПа.
Рядом параметров резьбы можно пренебречь, учитывая, что они лишь повышают работоспособность, например: углом профиля резьбы (полагая, что α=0, т.е. имеем прямоугольную резьбу); полагаем, что нагрузка на сопряженные витки резьбы распределяются равномерно.
Тогда удельное давление можно определить в общем виде из следующего выражения:
где: Fn - нормальная сила, действующая в витках резьбы, Н;
Аn - площадь соприкосновения витков резьбы винта (гайки), мм2;
F1 - осевая нагрузка на винтовую пару (усилие, которое передается от рычага непосредственно винту и пружине), Н;
А - площадь проекции одного витка резьбы на плоскость, перпендикулярную к оси винта, мм2;
z - количество витков.
где: d2 - средний диаметр резьбы, мм;
h - высота профиля резьбы, мм.
Введём в формулу удельного давления вспомогательные коэффициенты γ1 и γ2:
где: γ1 - коэффициент рабочей высоты профиля резьбы;
γ2 - коэффициент высоты гайки.
где: Р – шаг резьбы, мм.
Для трапецеидальной резьбы γ1 = 0,5.
где: НГ – высота гайки.
Коэффициент высоты гайки выбирается из диапазона
Выбираем
Расчетное значение среднего диаметра резьбы определяется из выражения:
d2* = (100000 / 3,14 * 0,5 * 2 * 10 * 106)0,5 =56мм
В соответствии с найденным расчетным значением , по ГОСТ 9484-81 выбираем стандартные параметры заданной резьбы:
d 2 = 60мм
d = 64.5мм
d 3 = 55.5мм
PШ = 9мм
Исходя из полученных данных, получаем ряд величин по формулам:
Hг= g2 * d2 = 120 м м
Z= Нг / Рш =13,3
Проверка найденного значения по условию износостойкости:
8,86Мпа
P = 8,86 МПа = 10 МПа – условие износостойкости выполняется
Износостойкость винтовой пары обеспечена.