2.Розрахунок гідродомкрата
2.1. Вихідні дані і розміри гідродомкрата по висоті
Навантаження на підйомний плунжер F=65кН. Мінімальна висота підхоплення над підлогою Lmin=500мм.
Обчислюємо мінімальну висоту домкрата (вантажний гвинт 1 і підйомний плунжер 3 знаходяться в крайнім нижнім положенні)
Lgmin= Lmin-Lдоски=500-40=460мм.
Висота підйому плунжера 3
Hn= Lgmin-(60…100)мм, Hn=460-60=400мм.
Висота викручування вантажного гвинта l1= (0,5)Hn,
l1=0,5 400=200мм.
Максимальна висота підйому над підлогою
Lmax=Lдоски+ Lgmin+Hn+l1=40+460+400+200=1100мм.
Приймаємо силу руки Fp=200Н,
число подвійних ходів рукоятки К=50 1/хв,
ккд
;
конструктивно задаємося плічми важеля
l=320мм і С=30мм, діаметром і ходом насосного
плунжера d=10мм і h=15мм. Діаметри плунжерів
d стандартизовані .
2.2. Розрахунок діаметра підйомного плунжера
З формули (1) знаходимо діаметр підйомного плунжера
мм.
Приймаємо найближчий більший діаметр Dn=56мм.
2.3. Тиск рідини в гідросистемі
МПа.
2.4. Висота підйому автомобіля за один хід рукоятки
мм.
2.5.Швидкість підйому
мм/хв.
2.6. Хід рукоятки під рукою
мм.
3. Розрахунок вантажного гвинта
3.1. Розрахунок вантажного гвинта на міцність
При підйомі автомобіля вантажний гвинт працює на стиск. Умова міцності небезпечного переріза по внутрішньому діаметрі різьби d3 або близького до нього діаметра проточки dп
. (2)
Приймаємо матеріал гвинта –
сталь 45 із границею текучості
т=360МПа.
Напруга, що допускається
МПа,
де
=3–
коефіцієнт безпеки для вантажних
гвинтів.
З формули (2) визначаємо
внутрішній діаметр різьби вантажного
гвинта
мм.
3.2. Розрахунок вантажного гвинта на стійкість
Нормований коефіцієнт безпеки по стійкості
.
Критична сила
кН.
Коефіцієнт приведення довжини
(нижній кінець вантажного гвинта
затиснений у гайці, а верхній - вільний).
Розрахункова довжина гвинта l1=200мм.
Модуль пружності матеріалу вантажного гвинта Е=2,1.105МПа (сталь 45).
Обчислюємо d3 з розрахунку на стійкість по формулі Эйлера
мм.
3.3. Вибір різьби
Так як вантажний гвинт викручується з гайки до зіткнення з автомобілем без навантаження, то можна застосовувати замість ходової кріпильну метричну різьбу. З двох знайдених значень d3 приймаємо більше (30мм).
За ГОСТ 9150 – 81 призначаємо
найближчий більший до 30мм d3=31,093мм
(різьба М36 з великим кроком, що має
розміри і профіль: d3=31,093мм,
d1=D1=31,670мм,
d2=D2=33,402мм,
d=D=36,000ммм, р=4мм,
=300
).
3.4. Перевірка різьби на самогальмування
Тут
- кут підйому гвинтової лінії по середньому
діаметру різьби d2,
- приведений кут тертя ( з
урахуванням профілю різьби).
Виконуємо обчислення
і
:
,
де n=1 – число заходів різьби
,
де
=0,1
– коефіцієнт тертя,
=300
– кут нахилу опорної поверхні різьби.
Умова самогальмування
виконана:
,
тобто під дією сили ваги автомобіля
вантажний гвинт не буде обертатися
(розкручуватися).
4. Розрахунок гайки
Приймаємо матеріал гайки сталь 45. Стінку гайки розраховуємо на стиск .
Умова міцності
. (3)
Напруга, що допускається,
знайдене в п. 3.1
=120МПа.
З формули (3) маємо:
мм.
Тут і далі лінійні розміри призначаються найближчими до більшого відповідно до ГОСТ 6636-88
Приймаємо
=45
мм
Товщина стінки гайки
мм.
Товщина стінки підйомного плунжера 3 у місці посадки гайки
мм.
Діаметр отвору під вантажний гвинт D0 у піднімальному плунжері 3
D0=D+2=36+2=38мм.
Перевіряємо на зминання опорну поверхню Е гайки . Фактична напруга
МПа.
Напруга, що допускається,
[
]=0,4.
=0,4.360=144МПа.
Умова міцності виконана:
<[
],
119<144МПа.
Висота гайки
,
де
- число витків різьби, Р
– крок різьби.
Значення
знайдемо з 3-х умов міцності витків
різьби, вважаючи, що навантаження
нерівномірно розподілене по витках.
1). З умови міцності витка різьби згину. Розгорнемо виток різьби гвинта і розглянемо його як консоль, навантажену посередині зосередженою силою F/z ,
де H1=0,5413p=0,5413.4=2,172мм,
a=0,750.p=0,750.4=3мм.
Умова міцності згину перетину І-І витка
, (4)
де
=
=120МПа (п. 3.1),
=0,88 – коефіцієнт повноти
різьби, що враховує відмінність по
висоті теоретичного профілю різьби від
фактичного, викликаною неточністю
виготовлення і зносом;
=0,6 – коефіцієнт нерівномірності
навантаження по витках різьби. Він
враховує більш високу напруженність
витків, що лежать ближче до навантаження
F, у домкраті – верхніх витків.
З формули (4) одержимо
.
2). З умови зрізу витка різьби в площині І-І
, (5)
де
- напруга, що допускається,
=0,2
=0,2.360=72МПа.
одержимо
.
3). З умови зминання опорної поверхні П витка різьби
,відкіля
.
Напруга, що допускається,
для сталі45
=144МПа призначена раніше.
З трьох знайдених Z вибираємо більше і знаходимо
Hr=7,46*4=29,84 мм.
Приймаємо Hr=30мм.