САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра "Машиноведение и детали машин"

Курсовая работа

ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №1

"ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВИНТОВОГО МЕХАНИЗМА"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

МДМ 01-023.00.00 ПЗ

Студент Щетинский А.О.

Группа 3042/1

Преподаватель Заборский Е.В.

Санкт-Петербург

2012

Оглавление

ВЕДЕНИЕ 3

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 3

1. Основные сведения о конструкции механизма, принцип его работы: 4

2.Расчеты винта 5

2.1 Проектный расчет винта (по износостойкости) 5

2.2 Проверочный расчет винта на статическую прочность 7

2.3 Проверочный расчет винта на устойчивость 10

3. Расчет гайки 12

3.1 Определение посадочного диаметра гайки DГ (проектный расчет). 12

3.2 Определение диаметра бурта гайки DБ(проектный расчет) 13

3.3 Проверочный расчет бурта гайки на срез. 14

3.4 Проверочный расчет витка резьбы гайки на срез. 14

4.1 Определение расчетной длины рукоятки (проектный расчет). 15

4.2 Определение диаметра рукоятки (проектный расчет). 16

5. Оценка КПД винтового механизма 17

ПРИЛОЖЕНИЕ 18

ЛИТЕРАТУРА 20

Ведение

Целью курсовой работы являются знания, умения и навыки в области расчёта и конструирования деталей машин.

Передача винт-гайка находит применение в самых различных отраслях машиностроения и служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Примерами использования передачи могут служить простейшие винтовые прессы, домкраты, съемники, струбцины.

Достоинством данной передачи являются простота конструкции, компактность и надёжность. Недостаток – сравнительно низкий КПД.

Цель данной курсовой работы – спроектировать передачу винт-гайка для распорного домкрата в соответствии с техническим заданием. В процессе выполнения работы необходимо решить ряд инженерных задач. В соответствии с техническим заданием определяются необходимые размеры передачи, удовлетворяющие критериям её работоспособности. Проанализировав результаты расчетов, необходимо выбрать наиболее рациональный вариант.

Техническое задание

Создать работоспособную конструкцию струбцины в соответствии с исходными данными:

1. Наибольшая сила прессования F = 30 кН

2. Тип резьбы – упорная

3. Материал гайки – Серый Чугун 25

4. Материал винта, термообработка – Сталь Ст5 улучшение

5. Наибольшее осевое перемещение винта 300 мм

6. Режим работы – кратковременный.

Разработать комплект конструкторской документации, состоящий из сборочного чертежа, спецификации и пояснительной записки.

1. Основные сведения о конструкции механизма, принцип его работы:

Рис. 1. Конструктивная схема механизма

2.Расчеты винта

2.1 Проектный расчет винта (по износостойкости)

Задача расчета: определение стандартных параметров заданной резьбы: диаметров и шага.

Критерий работоспособности (или условие расчета): износостойкость винтовой пары (иногда называемое условием невыдавливания смазки)

, (1)

где – удельное давление в витках резьбы, МПа;

– допускаемое удельное давление в витках резьбы, МПа [ таблица 1]

Таблица 1

Допускаемые напряжения в винтовой паре.

Материалы винтовой пары	[p], МПа
Сталь незакаленная – серый чугун	4 - 5

Рис. 2. Схема нагружения винтовой пары.

d– наружный (номинальный) диаметр винта;d₂– средний диаметр резьбы;

d₃– внутренний диаметр винта по дну впадины; Н₁– рабочая высота профиля витка;

s– шаг резьбы;- угол профиля резьбы;b– ширина профиля резьбы у основания;

D_Г– наружный (посадочный) диаметр закладной гайки; Н_Г– высота гайки;

D_б– диаметр бурта гайки; Н_б– толщина диаметра бурта;

Сделаем допущения, идущие в запас (т.е. повышающие работоспособность конструкции):

1. Пренебрегаем углом профиля резьбы (полагая, что 0, т.е. имеем прямоугольную резьбу).

2. Полагаем, что нагрузка на сопряженные витки резьбы распределяется равномерно.

Тогда удельное давление можно определить в общем виде из следующего выражения:

==(2)

где F_n– нормальная сила, действующая в витках резьбы, Н

А_n– площадь соприкосновения витков резьбы винта и гайки, мм²

F- осевая нагрузка на винтовую пару (или механизм), Н

А - площадь проекции одного витка резьбы на плоскость, перпендикулярную к оси винта, мм²( рисунок 1); А =d₂H₁

В этом случае выражение можно записать в виде:

(2а)

Введем вспомогательные коэффициенты ₁и₂

_где_{1 =}- коэффициент рабочей высоты профиля резьбы, откуда

s– шаг резьбы, мм.

Для упорной резьбы: ₁= 0,75

₂=- коэффициент высоты гайки (₂= 1.6…2.5), где Н_г– высота гайки, откудаили

В данном случае возьмём ₂= 2.

Выражение (1) с учетом сделанных преобразований и формулы (2а) можно записать в виде:

(3)

А расчетное значение среднего диаметра резьбы d₂определяется из выражения:

, мм (4)

Расчёт: Возьмём [p]=5 МПа.

=35,69мм

В соответствие с найденным расчетным значением d₂, ГОСТ 9484-81 выбираются стандартные параметры заданной резьбы:d₂,d,d₃,s(Приложение, таблица 1 б). Полученное значениеd₂= 25 мм. Соответственно таблице 1ближайшееd₂= 36,75 мм.

Для d₂= 36,75 мм получаются следующие значения:

d=42мм;d₃=29,851мм;s=7мм.