- •Основы проектирования и конструирования
- •Isbn 5-7723- севмашвтуз, 2006
- •Введение
- •1 Задания на курсовую работу
- •2 Обзор конструкций устройств с винтовым механизмом
- •2.1 Подъемное устройство
- •2.2 Нажимное устройство
- •2.3 Зажимное устройство
- •3 Расчет элементов винтового механизма
- •3.1 Определение размеров винта
- •Некоторые параметры профиля резьб
- •3.2 Расчет механизма на самоторможение
- •3.3 Определение размеров гайки
- •3.4 Определение типа и размеров опорной чашки
- •3.5 Расчет устойчивости винта
- •3.6 Расчет прочности винта
- •3.7 Расчет привода передачи
- •3.9 Расчет параметров передачи
- •4 Пример выполнения проектировочных и проверочных расчетов винтового домкрата
- •4.1 Исходные данные:
- •4.2 Выбор материалов
- •4.3 Выбор типа резьбы
- •4.4 Определение размеров винта
- •4.5 Расчет гайки
- •4.6 Определение типа и размеров опорной чашки
- •5.2 Общие рекомендации по проектированию
- •5.3 Оформление расчетно-пояснительной записки и чертежей
- •5.4 Порядок защиты работы
- •Вопросы для самопроверки
- •Список литературы
- •Приложения
- •Профиль и основные размеры трапецеидальной резьбы, мм гост 24738-81
- •Профиль и основные размеры упорной резьбы гост 10177-82
- •Приложение 2
- •Проточки и фаски для трапецеидальной однозаходной резьбы, мм гост 10549-63
- •Маховички со спицами, мм
- •Рукоятки вращающиеся, мм
- •Ручки шаровые, мм
- •Винты установочные с коническим и цилиндрическим концами, мм гост 1476-93, гост 1478-93
- •Бабкин Александр Иванович
- •Сдано в производство Подписано в печать
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
4.4 Определение размеров винта
4.4.1 Допускаемое давление в витках резьбы для расчета на износостойкость
Рекомендуемое допускаемое давление в витках резьбы для пары незакаленная сталь – бронза = 8-10 МПа. Интенсивность работы домкрата можно оценить как среднюю, но, учитывая возможность динамических нагрузок, примем= 8 МПа.
4.4.2 Средний расчетный диаметр резьбы из условия износостойкости:
мм
где коэффициент высоты гайки = 2,
коэффициент высоты профиля для трапецеидальной резьбы = 0,5.
4.4.3 Внутренний расчетный диаметр резьбы винта из условия прочности на сжатие с учетом кручения:
мм,
где k – коэффициент, учитывающий влияние напряжений кручения в сечении винта, рекомендуется k = 1,3;
–допускаемые напряжения сжатия:
МПа,
где – предел текучести материала винта, для стали 45= 360 МПа;
s – коэффициент запаса прочности, примем s = 3.
По таблицам приложения подбираем трапецеидальные резьбы с d2 ≥ 17,84 мм и d1 ≥ 10,5 мм и заносим в таблицу:
№ |
Обозначение резьбы |
Шаг резьбы P, мм |
Наружный диаметр d, мм |
Средний диаметр d2, мм |
Внутренний диаметр d1, мм |
1 |
Tr 20×2 |
2 |
20 |
19 |
18 |
2 |
Tr 22×3 |
3 |
22 |
20,5 |
19 |
3 |
Tr 20×4 |
4 |
20 |
18 |
16 |
4 |
Tr 22×5 |
5 |
22 |
19,5 |
17 |
4.4.4 Проверка на самоторможение
Приведенный угол трения :
,
где– коэффициент трения: для гайки из безоловянистой бронзы –= 0,09;
–угол наклона рабочей грани витка к торцевой плоскости винта: для трапецеидальной резьбы – =15.
Угол подъема винтовой линии :
.
Для резьбы Tr 20×2: ;
Для резьбы Tr 22×3: ;
Для резьбы Tr 20×4: ;
Для резьбы Tr 22×5: .
Условие самоторможения:
.
Для резьбы Tr 20×2: – условие выполняется;
Для резьбы Tr 22×3: – условие выполняется;
Для резьбы Tr 20×4: – условие выполняется;
Для резьбы Tr 22×5: – условие не выполняется.
Резьбу Tr 22×5 исключаем из дальнейшего рассмотрения.
4.4.5 Проверка числа витков гайки Z:
.
Для резьбы Tr 20×2: ;
Для резьбы Tr 22×3: ;
Для резьбы Tr 20×4: .
Из оставшихся резьб только у резьбы Tr 20×4 число витков гайки Z попадает в диапазон от 8 до 10. Окончательно принимаем резьбу Tr 20×4.
4.5 Расчет гайки
4.5.1 Высота гайки: мм.
Высоту гайки Hг увеличим на ширину фаски С = 2 мм, т.е. мм.
4.5.2 Число витков резьбы в гайке: .
4.5.3 Наружный диаметр гайки:
мм,
где – допускаемые напряжения, для бронзыМПа.
Увеличим толщину стенки из технологических соображений до 5 мм и примем наружный диаметр гайки = 30 мм.
4.5.4 Наружный диаметр буртика:
мм.
Принимаем = 35 мм.
4.5.5 Высота буртика: мм.
Принимаем = 6 мм.
Условие прочности буртика на срез:
МПа ≤ = 30 МПа – условие выполняется.
где – допускаемые напряжения, для бронзы = 30 МПа.
4.5.6 Момент трения на опорной поверхности гайки:
Н·мм
4.5.7 Момент трения на витках резьбы:
Н·мм
4.5.8 Условие непроворачиваемости гайки в корпусе выполняется:
11879 Н·мм < 15631 Н·мм
Однако, для обеспечения невыпадения гайки из корпуса при переворачивании домкрата, гайку закрепим с помощью установочного винта.