Расчет прочности винта

Проверка на прочность винта выполняется по условию прочности на одновременное действие сжатия и кручения. Для этого строятся эпюры сжимающих сил N, крутящих моментов M_кр, напряжений сжатия σ, кручения τ и эквивалентных напряжений σ_э (рис. 3.7).

На данном этапе расчетов должны быть известны размеры всех конструктивных элементов винта (размеры резьбовой части, головки, хвостовика, канавок, проточек и т.д.).

Для построения расчетной схемы к винту прикладываются нагрузки, винт разбивается на участки, границами которых являются точки приложения нагрузки и границы сечений винта. Все участки нумеруются.

Расчет на прочность каждого участка ведется по эквивалентному напряжению (по энергетической теории прочности):

,

где ; ;

i – номер участка;

N_i – осевое усилие, действующее на винт;

T_i – момент, скручивающий винт;

d_i – диаметр рассматриваемого сечения винта;

A_i – площадь поперечного сечения винта;

W_pi – полярный момент сопротивления поперечного сечения винта.

Допускаемое напряжение [σ] выбирают:

,

где σ_т – предел текучести материала винта. Для стали 45 в нормализованном состоянии можно взять σ_т = 360 МПа;

[S] – коэффициент запаса прочности винта, для винтовых механизмов рекомендуется принять [S] = 3.

Рис. 3.7. Эпюры нагрузок и напряжений, действующие на винт