Выбор типа конструкций пяты винта

Сферическая пята (рис. 4) обеспечивает еще меньший момент трения за счет значительно меньшей площади трения. Она обладает наибольшей нагрузочной способностью, но дороже в изготовлении. Кроме того, сферическая пята обеспечивает центральное нагружение винта даже при неперпендикулярности опорной поверхности подпятника относительно оси винта. Сферическую пяту можно рекомендовать для механизмов с сильно нагруженными винтами, где требуется более высокий КПД и для механизмов, при работе которых возможны перекосы опорных деталей (чашек, прижимов и т.д.).

Рис. 4. Сферическая пята

Рабочая поверхность пяты и подпятника должны иметь твердость HRC 40…45 – HRC 50…55. Радиус сферы R находится из условия контактной прочности рабочих поверхностей:

,

где – приведенный модуль продольной упругости; для стальных деталей

= 2,1×10⁵ МПа;

допускаемое контактное напряжение ,

где – предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов;

– коэффициент долговечности: для рассматриваемых деталей, отличающихся небольшим числом циклов нагружения за весь срок службы = 2,4;

– коэффициент запаса контактной прочности.

Величина зависит от твердости менее твердой поверхности:

в случае объемной закалки деталей (HRC 40-55):

(МПа), =1,1;

при поверхностной закалке (HRC 40-55):

(МПа), =1,2.

Твердость закалки внутри указанных выше диапазонов задается:

HRC 40…45, HRC 45…50 или HRC 50…56. В формулу подставляется среднее значение диапазона: = 56.

Диаметр круговой площадки контакта, получающийся в результате деформации сжимаемых тел, определяется по формуле:

.

Рассчитаем основные параметры сферической пяты:

(МПа)

(МПа)

мм

мм