- •Введение
- •1. Расчёт винтовых механизмов
- •1.1. Расчет винтовой пары
- •1.1.1. Выбор расчетной нагрузки
- •1.1.2. Материалы и допускаемые напряжения винта и гайки
- •1.1.3. Выбор типа резьбы
- •1.1.4. Расчёт резьбовой пары на износ
- •1.1.5. Выбор шага резьбы
- •1.1.6. Проверка витков резьбы на прочность
- •1.1.7. Конструирование и проверочный расчет элементов гаек
- •1.1.8. Расчет винта на прочность и устойчивость
- •1.2. Расчёт прочих деталей винтового механизма
- •1.2.1. Разработка опорных узлов винтового механизма
- •1.2.2. Разработка узла рукоятки
- •1.2.3. Расчеты направляющего устройства
- •1.2.4. Расчёт салазок для горизонтального перемещения груза
- •1.2.5. Расчет прочих деталей винтовых механизмов
- •1.2.6. Определение кпд винтового механизма
- •2. Расчёт соединений винтовых механизмов
- •2.1. Шпоночные, шлицевые (зубчатые) и штифтовые соединения
- •2.1.1. Конструктивные разновидности шпоночных соединений
- •2.1.2. Призматические врезные шпонки
- •2.1.3. Сегментные шпонки
- •2.1.4. Призматические направляющие шпонки
- •2.1.5. Призматические скользящие шпонки
- •2.1.6. Расчёт на прочность ненапряжённых шпоночных соединений
- •2.1.7. Конструктивные разновидности шлицевых соединений
- •2.1.8. Прямобочные шлицевые соединения
- •2.1.9. Эвольвентные шлицевые соединения
- •2.1.10. Расчёт на прочность шлицевых соединений
- •2.1.11. Штифтовые соединения
- •2.2. Сварные соединения
- •2.2.1. Типы сварных соединений в зависимости от расположения свариваемых деталей различают соединения:
- •2.2.2. Расчёт на прочность стыковых сварных соединений
- •2.2.3. Расчет на прочность центрально нагруженных нахлесточных (валиковых) сварных соединений
- •2.2.4. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных моментом в плоскости стыка деталей
- •Шов простой
- •Шов комбинированный
- •2.2.5. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •Соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •2.2.6. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных отрывающим усилием
- •При нагружении отрывающим усилием
- •2.3. Резьбовые соединения
- •2.3.1. Расчёт на прочность болта затянутого болтового соединения в отсутствие внешней нагрузки
- •2.3.2. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного нецентрально приложенным сдвигающим усилием
- •Нецентрально приложенным сдвигающим усилием с установкой болтов в отверстия с зазором
- •2.3.3. Расчет болтов клеммовых соединений
- •Расчет клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом
- •2.3.4. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного осевым усилием
- •Податливость болтов
- •Податливость деталей
- •2.3.5. Расчёт сложно нагружённого болтового соединения
- •Расчет усилия затяжки болта из условия отсутствия сдвига
- •Примерный порядок расчёта сложно нагруженной группы болтов
- •2.3.6. Расчёт соединений с заклёпками или болтами, поставленными в отверстие без зазора
- •Действующих в соединении
- •3. Принципы конструирования винтовых механизмов
- •3.1. Общие приёмы конструирования
- •3.2. Общие технологические соображения при конструировании
- •3.2.1. Выбор рациональной формы деталей
- •3.2.2. Применение стандартов при конструировании
- •3.3. Технологические соображения, связанные с механической обработкой деталей
- •И согласовано (б) с возможностью его обработки
- •3.4. Конструктивные соображения при проектировании
- •К онсольного нагружения пролётным
- •Р ис. 3.17. Устранение ослабления втулки
- •При затяжке резьбовых соединений
- •По условию сборки
- •3.5. Правила конструирования корпусных деталей
- •3.5.1. Толщина стенок отливки
- •3.5.2. Требования, предъявляемые к конструкции отливок, связанные с технологией изготовления литейных форм
- •3.5.3. Конструирование сварных деталей
- •3.6. Правила разработки чертежей
- •3.6.1. Сборочные чертежи
- •3.6.2. Рабочие чертежи
- •Библиографический список
- •Приложение
- •На основании данных расчета разработать сборочный чертеж и рабочие чертежи винта, гайки и корпуса в масштабе 1:1.
- •Оглавление
И согласовано (б) с возможностью его обработки
α >30о
Рис. 3.5. Косые сверления отверстий:
а, б – неправильно; в, г – правильно
г)
в)
б)
а)
α >30о
Чем выше заплечики, тем больше объём механической обработки и потери основного металла. Кроме того, при увеличении высоты заплечиков повышается концентрация напряжений вала.
С указанной точки зрения рациональны конструкции деталей без буртов (рис. 3.6 б) по сравнению с конструкциями, имеющими бурты (рис. 3.6 а).
Исходя из указанных соображений, при конструировании деталей класса валов необходимо стремиться не только к уменьшению высоты заплечиков, но и к уменьшению их количества.
Необходимая высота заплечика складывается из фаски на втулке С и ширины опорной части заплечика (рис. 3.6 в).
Минимальные значения для случаев, когда на деталь-втулку не действуют большие осевые силы, даны в табл. 3.2.
Таблица 3.2
d |
|
C |
r |
C |
r |
||||
св |
до |
min |
max |
||||||
6 |
10 |
1 |
0,3 |
0,25 |
1 |
0,6 |
|||
10 |
18 |
1,25 |
0,4 |
0,3 |
1 |
1 |
|||
18 |
30 |
1,5 |
0,5 |
0,4 |
2 |
1,6 |
|||
30 |
50 |
2,5 |
0,6 |
0,5 |
1,5 |
2 |
|||
50 |
80 |
1,75 |
0,8 |
0,6 |
3 |
2,5 |
|||
80 |
120 |
2 |
1 |
0,8 |
4 |
3 |
|||
120 |
180 |
2,5 |
1,2 |
1 |
5 |
4 |
Размеры даны в мм.
При больших осевых усилиях размер определяется из расчета на смятие.
Максимальные или близкие к ним значения галтелей r на валах и фасок. С на втулках (табл. 3.2) применяют, когда по расчету на прочность необходимо снизить концентрацию напряжений вала. В остальных случаях рационально применять минимальные или близкие к ним значения С и r.
Во многих справочниках рекомендуемые значения и С завышены, что часто приводит начинающего конструктора к нерациональной конструкции.
Минимальная высота заплечиков для подшипников качения стандартизирована и берется из справочников.
Для уменьшения числа заплечиков на валу иногда применяют насадные буртики, подобные изображённому на рис 3.6 г.
Конструкция деталей должна предусматривать специальные технологические элементы, обеспечивающие выход инструмента (резца, долбяка или фрезы) в конце хода (рис. 3.7).
При нарезании наружной и внутренней резьб на токарно-винторезных станках для выхода резца нужны проточки (рис .3.7 в).
Проточки для трапецеидальных одноходовых резьб по ГОСТ 10549-80 даны в табл. 3.3.
Таблица 3.3
шаг или ход |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
16 |
20 |
24 |
||||
b |
3 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
16 |
18 |
25 |
25 |
30 |
||||
2t |
3 |
4,2 |
5,2 |
7 |
8 |
10,2 |
12,5 |
14,5 |
19,5 |
24 |
28 |
||||
r |
1 |
1,5 |
2 |
3 |
5 |
||||||||||
R |
0,5 |
1 |
2 |
||||||||||||
C |
1,6 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
9 |
11 |
13 |
Размеры даны в мм.
При выборе формы и размеров проточек для упорных и ленточных резьб можно пользоваться данными этой же таблицы.
При этом необходимо сохранять размер Х (рис. 3.7 в), предусмотренный таблицей.
Для многоходовых резьб ширина канавки «в» берётся в зависимости от хода многоходовой резьбы. Остальные размеры берутся по шагу резьбы.
На рис. 3.7 г изображена проточка для выхода шлифовального круга при шлифовании цилиндрических поверхностей вала. Размеры этих проточек оговариваются ГОСТ 8820-69.
На рис. 3.7 д изображена проточка для выхода шлифовального круга, разделяющая две цилиндрические поверхности одного диаметра с разными отклонениями размеров (разные посадки). Размеры таких канавок берутся конструктивно: ширина канавки принимается от 1 до 5 мм, глубина от 0,1 до 0,5 мм в зависимости от диаметра вала.
При конструировании узлов следует избегать сопряжения деталей по нескольким поверхностям (рис. 3.8). Как правило, детали нужно сопрягать только по одной поверхности, предусматривая на остальных поверхностях зазоры Z (рис. 3.9), достаточные для того, чтобы исключить соприкосновение при всех возможных неточностях изготовления.
Все сопряжения (рис. 3.8) технологически неосуществимы. Так, сопряжение (рис 3.8 а) имеет одну лишнюю цилиндрическую центрирующую поверхность (двойное центрирование) и одну лишнюю сопряженную плоскость.
Сопряжение (рис.3.8 г) имеет многократное центрирование из-за наличия одной цилиндрической центрирующей поверхности и нескольких (по числу винтов) конических. При этом винты с коническими головками будут работать на изгиб, что недопустимо.
Квалитет и тип посадки выбирается конструктором в зависимости от назначения проектируемого сопряжения.
Если в центрирующем соединении натяг не требуется, сопряжение выполняют по скользящим посадкам.
Для повышения точности центрирования выгодно сопрягать детали по меньшему диаметру, т. к. при постоянном классе точности допуск его будет жёстче.