Пример расчета шариковинтовой передачи

Пример 3. Подобрать стандартную шариковинтовую передачу привода толкателя. Ведущим является винт. Внешняя осевая сила F_a = 30кН, частота вращения винта n = 35 мин^-1. Требуемый ресурс = 1000 ч. Вероятность безотказной работы 95%. Передача собрана с предварительным натягом.

Решение. 1. Материал винта и гайка. Для винта принимаем сталь ХВГ, для гайки — сталь 9ХС (плавка обычная). Термообработка — закалка рабочих поверхностей до твердости .

2. Расчетные коэффициенты. При обычной плавке металла и при 95%-ной надежности передачи принимаем значения корректирующих коэффициентов: К_М = 1; К_Р = 0,85 [см. формулу (20)].

3. Ориентировочное значение требуемой динамической грузоподъемности по формуле (30):

Н.

4. Основные размеры передачи. По табл. 3 выбираем шариковинтовую передачу с ближайшим большим значением С_а = 46400 Н, тогда d₀ =25мм, р =10 мм, d_w = 6 мм, С_0а = 48800Н.

Внутренний диаметр резьбы винта [формула (16)]:

мм.

Наружный диаметр резьбы винта [формула (17)]:

мм.

Принимаем передачу с однозаходной резьбой (z =1) и с двумя гайками, устанавливаемыми с предварительным натягом в одном корпусе.

5. Скорректированная динамическая грузоподъемность [формула (20)]:

Н.

6. Сила предварительного ногата [формула (18)]:

Н.

Для выполнения условия при условии F_H > F_a /4= 30000/4 = 7500 Н принимаем F_H = 7800 Н.

7. Расчетная осевая сила F_E передачи. Осевые силы, действующие в контакте с винтом левой (F_Л) а правой (F_П) гаек [формула (19)]:

Н.

H.

Принимаем в качестве расчетного значения F_Е = F_Л = 30012 Н.

8. Ресурс передачи [формулы (21), (22)]

млн.об.

ч.

Условие (23) выполнено ( =1080 ч > = 1000 ч), следовательно, передача пригодна.

9. Проверка передача на контактную статическую прочность. Условие (24) выполнено: F_E = 30012 Н < С_0a = 48800 Н.

Контактная статическая прочность передачи обеспечена.

10. Определение КПД шариковинтовой передачи.

а) Приведенный угол трения в резьбе f_K = 0,01 [формула (27)]

.

б) Угол подъема резьбы [формула (26)] при z = 1

.

в) Так как F_H < F_E /3 (7800 < 30012/3 = 10004), то КПД винтовой пары находим по формуле (25) при :

г) КПД шариковинтовой передачи при = 0,98

.

11. Момент завинчивания передача по формуле (29)

12. Линейная скорость перемещения ведомого элемента (гайки)

м/с.

Раздел 10. Валы и оси.