Podstawowe obliczenia w przypadku śrub napędowych
Obliczenia wykonywane są dla śrub napędowych obciążonych skręceniem i naciskiem oraz sprawdzane jest wyboczenie w gwincie z użyciem jednostek metrycznych lub angielskich, zależnie od wybranej normy. W zestawie norm ANSI obliczenia wykonywane są w jednostkach angielskich z uwzględnieniem odpowiednich wymiarów śrub.
Parametry wejściowe
F | maksymalna siła osiowa [N, funt] |
T | moment maksymalny [N*m, funt*stopa] |
f 1 | Współczynnik tarcia w gwincie między nakrętką i śrubą [-] |
d | średnica gwintu śruby [mm, cal] |
p | podział [mm, cal] |
d s | średnica podziałowa śruby [mm, cal] |
d min | minimalna średnica śruby [mm, cal] |
H | wysokość nakrętki [mm, cal] |
n | współczynnik dla warunków końcowych zgodnie z rysunkami schematycznymi typów mocowań [-] |
L | maksymalna obciążana długość śruby [mm, cal] |
S y | granica plastyczności [MPa, psi] |
k s | współczynnik bezpieczeństwa (wartość jest wybierana zgodnie z wymaganym poziomem bezpieczeństwa.) [-] |
p a | dopuszczalny nacisk w gwincie [MPa, psi] |
E | moduł sprężystości śruby [MPa, psi] |
Parametry obliczane
Zmniejszona długość
L red = n L
Min. powierzchnia przekroju
S min = π d min 2 / 4
Kąt pochylenia (Kąt prowadnicy)
Sprawność
Dla "Obrót do posuwu"
|
|
Dla "Posuw do obrotu"
|
| |
Jeśli α < arc tan f 1 , η = 0 |
Moment maksymalny — jeśli jest momentem wyjściowym
T = F p / (2 πη)
Maksymalna siła osiowa — jeśli jest siłą wyjściową
F = 2 T πη / p
Współczynnik smukłości
λ = 4 L red / d s
Naprężenie ściskające
σ t = F / S min
Naprężenie skręcające
Naprężenie zredukowane
Naprężenie krytyczne wg Rankina
Naprężenie krytyczne wg Eulera
σ E = π 2 E / λ 2
Naprężenie krytyczne wg Johnsona
Obliczony nacisk w gwincie
Obliczony współczynnik bezpieczeństwa
k v = min (S y / σred, min (σ R , σ F , σ J) / σ t)
Kontrola wytrzymałości
k v ≥ k s
p c ≤ p A