Проектирование корпусов винтовых механизмов

7.1 Расчет и конструирование металлоконструкции двухстоечного пресса

7.1.1 Проектирование стоек

Построим расчетную схему двухстоечного пресса. Представим его в виде рамной конструкции и приложим нагрузки (рис. 7.1а). Так как в момент окончания затяжки винт прекратит свое перемещение, будем считать соединение винта и гайки жестким неподвижным соединением.

При составлении расчетной схемы берем самый неблагоприятный вариант, когда толщина зажимаемого прессом предмета максимальная, т.е. винт выдвинут на максимальную высоту, а рукоятка находится параллельно верхней перекладине станины пресса.

Все размеры берутся из задания и эскизной прорисовки.

а	б	в
Рис. 7.1 Расчетная схема двухстоечного пресса

Если выполнить параллельный перенос усилия на рукоятке F_р до оси винта (рис. 7.1б), добавив момент T=F_р·L_р, согласно теореме о параллельном переносе силы, расчетная схема станет симметричной, что существенно упростит нахождение реакций опор. Эту схему можно еще упростить, если из момента на рукоятке T=T_р+T_п вычесть момент трения на пяте T_п (рис. 7.1в).

Для нахождения реакций опор удобно воспользоваться принципом суперпозиции. Для этого рассмотрим реакции от действия каждой нагрузки в отдельности.

Реакция от осевой нагрузки на винт F (рис. 7.2а):

.

Реакции от усилия на рукоятке F_р (рис. 7.2б):

; .

Реакции от момента трения в резьбе T_р (рис. 7.2в):

; .

а	б	в	г
Рис. 7.2 Нахождение реакций опор

Таким образом, суммарные реакции в опорах рамы (рис. 7.2г):

;

;

;

;

.

Самой нагруженной оказалась правая стойка, по ней и следует вести расчет. Условие прочности на растяжение и изгиб для правой стойки:

где d_с – расчетный диаметр стойки.

Самым тонким местом стоки будут ее резьбовой конец, поэтому внутренний диаметр резьбового конца и определяется по d_с. Размеры других поперечных сечений стойки определяются конструктивно.

7.1.2 Проектирование перекладины

Верхнюю перекладину можно представить в виде балки на шарнирных опорах (рис. 7.3). Хотя правильнее считать соединение со стойками жесткой заделкой, но в таком случае получится статически неопределимая задача, которую решить будет значительно сложнее. При решении варианта с шарнирными опорами расчетный изгибающий момент окажется несколько больше реального, что пойдет на пользу прочности.