В ходе расчетов для изготовления стойки была выбрана труба стальная квадратная по ГОСТ 8639-82; Н=50 мм, S=5 мм.

Далее проводится расчет наиболее нагруженного стержня суппортов на изгиб.

Силы, действующие на стержень, показаны на рисунке 3.9.

Рис.3.9 - Силы, действующие на стержень

Из рисунка 3.9 видно, что на стержень действует изгибающий момент, величину которого можно определить по формуле [18]

, (3.4)

где - максимальное усилие, прикладываемое к стенду, Р= 638 Н.

Подставив соответствующие значения в формулу (3.4), получим

Н·м.

Условие прочности при изгибе имеет вид [19]

, (3.5)

где Мu - максимальный изгибающий момент в опасном сечении стержня, Мu=37,6 Н×м.

Из условия прочности при изгибе (3.5), получим

. (3.6)

Приняв в расчетах =90×106 Па [18], получим

.

Осевой момент сопротивления круглого сечения определяют по формуле [19]

, (3.7)

где d - диаметр стержня из условия прочности на изгиб, м.

Их выражения (3.7) имеем

. (3.8)

После подстановки значений получим

Выбор параметров винта производится следующим образом.

Предварительно внутренний диаметр винта dв, определяют из условия прочности на сжатие по формуле [18]

(3.9)

где Q - сила, действующая на винт примем, Q=300 Н;

к - коэффициент учитывающий необходимость снижения допускаемого напряжения, к = 0,7;

[sсж] - предел прочности материала винта на сжатие, Па.

Предел прочности материала винта на сжатие для стали 45 с термообработкой до твердости HRC 45 рассчитывают по формуле

, (3.10)

где [sв] - предел выносливости материала винта, [sсв] = 180H/м2;

[n] - коэффициент запаса прочности, [n] = 2,5.

Подставив соответствующие значения в формулу (3.10), получим

Н/м2.

Диаметр винта по формуле (3.9) равен

.

Высоту резьбы определим по формуле [18]

h=S=0,25×dв, (3.11)

где S - шаг резьбы, мм.

После подстановки получим

h=S=0,25×8=2 мм.

Внешний диаметр винта определяется по формуле [19]

dH=dв+h. (3.12)

После подстановки получим

dH= 8+2=10 мм.

Число ходов винтовой линии в гайке [19]

, (3.13)

где g - допускаемое давление в резьбе винтовой пары, примем для стали по чугуну g=60×105Н/м2 [18].

Из выражения минимально необходимое число ходов (число витков резьбы) z определяется по формуле

. (3.14)

После подстановки значений в формулу (3.14) получим

.

Примем в расчетах z=2.

Длину рукояти, обеспечивающей вращение винта определяют по формуле [19]