Реферати українською » Промышленность, производство » Розрахунок деталей розпірного домкрата і розробка ескізів цих деталей


Реферат Розрахунок деталей розпірного домкрата і розробка ескізів цих деталей

1.  Розрахуноквинтового механізму

 

Розглянемо гвинтовій механізм з прикладураспорного домкрата. Цей домкрат застосовується щоб одержати великого зусилля з допомогою невеликого робочого зусилля. Основним елементом домкрата є передачавинт-гайка. Передачавинт-гайка служить для перетворення обертального руху на поступальний. У силових передачахвинт-гайка часто застосовується завзята різьблення. Вона має міцні витків,технологична, має як високийк.п.д., ніж метрична різьблення, а може застосовуватися лише принереверсивной навантаженні. Гвинт і гайка мають становити міцну іизносостойкую пару. Виходячи з цього гвинт, який піддається загартуванню виготовляється зі сталі 45, а виготовлення гайки застосовується бронзаБрА9Ж3.

Метою даного розділу є виконання проектувальних розрахунків деталейраспорного домкрата (гвинт, гайка, рукоятка) й розробка ескізів цих деталей пізніше.

 

1.1 Розрахунок основних розмірів гвинта

 

1.1.1Проектировочний розрахунок гвинта

Завданням розділу є визначення параметрів різьби гвинта.

Досвід експлуатації передачвинт-гайка показує, що причиною виходу їх із ладу є зношування різьби [1,c.9]. Отже, критеріємпроектировочного розрахунку є зносостійкість. Умова працездатності критерієм зносостійкості то, можливо записано як [1, з. 9].

>p [>p], (1.1)


де р - середнє тиск на поверхню різьби,Н/мм; [>p]-допускаемое тиск для даного поєднання тертьових матеріалів,Н/мм.

Відповідно до технічного завдання гвинт виготовлений із стали Сталь 45, а гайка збезоловянной бронзиБрА9Ж3, тому вибираємо [>p]=7Н/мм [1, з. 13].

Відомо, що середнє тиск на контактуючих поверхнях можна визначити за такою формулою

>p =>F/A, (1.2)

Де F- нормальна сила, М; А- площа контактуючих поверхонь,мм.

Вважаючи, що навантаження розподілено рівномірно по виткам гайки і нехтуючи кутом підйому різьби, запишемо вираз для площі, через яку розподілено тиск

>A=dHz, (1.3)

деz-число витків гайки.

>Введем коефіцієнти

> =Н/Р і=Н/d,

значення, яких то, можливо вибрано за рекомендацією [1. з. 9].

Вибираємо=2,= 0,75 (різьблення завзята).

Вислів (1.3) з допомогою коефіцієнтів і може бути до виду


A=d. (1.4)

Тоді, підставляючи значення й На вираз (1.2) й отримане вираз дляp в умова (1.1), одержимо формулу дляпроектировочного розрахунку гвинта

>d F/ (>[p]). (1.5)

Підставляючи чисельні значення вираз (1.5), одержимо величину середнього діаметра різьби гвинта. Величина =25000 М приведено в технічному завданні.

 мм

Відповідно до ГОСТ 9484-73 [1,c.23] знаходимо параметри різьби гвинта, щоб забезпечити зносостійкість даної гвинтовій пари: = 32 мм; =27,50 мм; =21,587 мм;P=6 мм, визначення яких і було було завданням даного розділу.

1.1.2Проверочний розрахунок гвинта на статичну міцність

Завданням розділу є перевірка вибраних розділ 1.1.1. розмірів гвинта на міцність.

 (1.6)

Де P.S- фактичний коефіцієнт запасу; [>S]-нормальний коефіцієнт запасу.

Вибираємо значення [>S]=3 [1,c.14], оскільки розраховуємо домкрат.

Значення P.S знайдемо з формули


, (1.7)

де - максимальне напруження,Н/мм; - максимальне напруга,Н/мм.

Оскільки гвинт виготовлений із стали Сталь 45, як граничного напруги вибираємо межа плинності [1,c.16]

 >Н/мм (1.8)

де -межа плинності,Н/мм.

Для перебування величини складемо розрахункову схему (рис. 1.1).

>Рис. 1.1 - Схема розрахунку гвинта на міцність:N-сила,прикладиваемая дорукоятке;-силасжатия;-момент сили,прикладиваемой дорукоятке;-момент сили тертя у різьбленні.

З рис. 1.3 видно, що небезпечним перетинА-А, у якому сила стискування і крутний момент максимальні. Звідси випливає, що


 (1.9)

де -еквівалентну напруга,Н/мм; -максимальне значення напруги стискування,Н/мм; - максимальне значення напруги крутіння,Н/мм.

Максимальне напруга стискування знаходять за такою формулою

 (1.10)

де - сила стискування, М; - площа стискування, мм.

Поверхня стискування - коло, площа стискування дорівнює площі кола

 (1.11)

де - внутрішній діаметр різьби, мм.

>Подставляем чисельні значення формули (1.10) і (1.11)

 мм,

 >Н/мм

Максимальне значення напруги крутіння знаходять за такою формулою

 (1.12)

де - момент сили тертя у різьбленні, ; W- полярний момент опору, .

Полярний момент опору визначають за такою формулою


 (1.13)

>Подставим чисельні значення вираз (1.13)

Для гвинта визначається за такою формулою [1,c.13].

 (1.14)

де -кут підйому різьби, радий; - наведений кут тертя, радий.

Значення кута підйому різьблення і наведеного кута тертя можна висунути зі висловів [1,c.13]

 (1.15)

 (1.16)

де - коефіцієнт тертя, - кут нахилу профілю, град.

>Рассчитаем і з формулам (1.15) і (1.16), обравши [1.c.13], оскільки за завданням матеріал гвинта - Сталь 45, а матеріал гайки-БрА9Ж3, візьмемо рівним , оскільки різьблення завзята.

 град,

 град.

>Подставим знайдені значення формулу (1.14)

,

Знайдемо максимальне значення напруги крутіння за такою формулою (1.12)

,

За формулою (1.9) одержимо максимальне напруга

,

>Определим фактичний коефіцієнт запасу (1.7)

,

 отже, можна обрані розміри гвинта.

Перевірка підтвердило слушність вибору розмірів гвинта (розділ 1.1.1.), отримані розміри забезпечують необхідну статичну міцність гвинта.

1.1.3Проверочний розрахунок гвинта на стійкість

Завданням розділу є перевірка розмірів гвинта критерієм стійкості. Умова стійкості така

 (1.17)

де - фактичний коефіцієнт запасу стійкості; - нормативний коефіцієнт запасу стійкості.

Вибираємо , позаяк у аналізованому механізмі можливовнецентренное додаток осьової навантаження чи поява сил, перпендикулярних осі гвинта [1,c.14]. Фактичний коефіцієнт запасу то, можливо визначено за такою формулою

 (1.18)

де -критична сила, М.

Для перебування складемо розрахункову схему.


>Рис. 1.2 - Схема розрахунку гвинта на стійкість: розрахункова довжинавинта;осевое переміщеннявинта;висота гайки.

З розгляду рис. 1.4 видно, що розрахункова довжина гвинта обчислюється за такою формулою

 (1.19)

>Висоту гайки можна знайти з формули

 (1.20)

підставляючи чисельні значення (1.20), отримуємо

.

Для перебування необхідно знайти - коефіцієнт гнучкості гвинта [1.c.15].

, (1.21)


де коефіцієнт приведення довжини, - наведений момент інерції перерізу гвинта, ; - площа поперечного перерізу гвинта, .

знаходимо за такою формулою [1,c.15]

 (1.22)

Підставляючи чисельні значення, знаходимо

.

=2,0 [1,c.16], оскільки аналізованиймеханизм-домкрат.

За формулою (1.19) знайдемо

,

Площа поперечного перерізу гвинта розрахуємо за такою формулою

, (1.23)

підставляючи чисельні значення (1.23) отримуємо

Нині можна розрахувати за такою формулою (1.20)

>Сравниваем отримане значення зі значеннями і , які зі таблиці [1,c.16] для стали Сталь 45.

.

Оскільки , то розраховуємо поЯсинскому-Тетмайеру


, (1.24)

де , а [1,c.16] для сталиСталь45

>Подставляем чисельні значення формулу (1.24), отримуємо

>Подставим отримане значення в формулу (1.17)

Оскільки , то розміри гвинта, отримані розділ 1.1.1. є остаточними.

1.2 Розрахунок основних розмірів гайки

1.2.1 Визначення зовнішнього діаметра гайки

Завданням розділу є визначення зовнішнього діаметра гайки критерієм статичної міцності на розтягнення.

Умова міцності то, можливо записано як

, (1.25)

де -проектировочное напруга розтяги,Н/мм; - нормативне напруга розтяги,Н/мм.

Нормативне напруга визначається за такою формулою

. (1.26)


Оскільки матеріалом гайки є бронза, то

, (1.27)

де - межа міцності,Н/мм.

Вибираємо [>S]=3 [1,c.15], оскільки матеріал бронза.

За формулою (1.26) знайдемо нормативне напруга розтяги

Для визначення фактичних напруг складемо розрахункову схему (рис. 1.3).

>Рис. 1.3 - Розрахункова схема гайки: зовнішній діаметр бурту гайки; висота буртугайки;внешний діаметргайки;c- розмір фаски.

З розгляду рис. 1.3 слід, що небезпечним перерізом є перетинА-А, а максимальне напруга розтяги можна визначити із наступного співвідношення


, (1.28)

де - площа поперечного перерізу гайки, мм.

Для гайки площа поперечного перерізу одно площі кільця й за такою формулою

, (1.29)

>Подставим формулу (1.28) в формулу (1.29) і висловимо

 (1.30)

>Вичислим діаметр гайки

Знайдене значення діаметра не задовольняє технологічного умові

Тому приймаємо =42 мм, що забезпечує стійкість гайки до розтяганню.

1.2.2 Визначення діаметра бурту гайки

Завданням розділу є визначення зовнішнього діаметра бурту гайки, критерієм статичної міцності насмятие.

Умова працездатності то, можливо записано так


, (1.31)

де -максимальне значення напругисмятия,Н/мм; - нормативне напругасмятия,Н/мм.

Для бронзи [1.c.18]

 (1.32)

=196Н/мм для матеріалуБрА9Ж3(отливка в пісок) й одержуємо

Максимальне напругасмятия можна розрахувати за такою формулою

, (1.33)

де - силасмятия, М; - поверхнюсмятия, мм.

З розгляду рис. 1.5 слід, що .

Площа поверхнісмятия можна знайти так

 (1.34)

>Подставим формулу (1.33) в формулу (1.34) і висловлюємо  

 (1.35)

Вибираємос=2 [1,c.18].

Розраховуємо діаметр бурту

,

Знайдене значення діаметра не задовольняє технологічного умові

,

тому приймаємо

Висота бурту визначається конструктивно

, отже, отримуємо

Отже, зовнішній діаметр бурту , а висота бурту  

1.3.  Розрахунок розмірів рукоятки

1.3.1 Розрахунок довжини рукоятки

Завданням розділу є визначення довжини рукоятки критерієм можливості повороту рукоятки за максимальної навантаженні домкрата.

Для визначення довжини рукоятки складемо розрахункову схему (рис. 1.4).

>Рис. 1.4 - Розрахункова схема рукоятки: діаметррукоятки;расчетная довжина рукоятки; довжинаизгибающей частини рукоятки;изгибающий момент.


З розгляду рис. 1.4 слід, що

, (1.36)

деm- кількість робітників.

>Виразим з (1.36)

 (1.37)

Значення знаємо з розділу 1.1.2.

Зусилля робочого , оскільки короткочасний цикл [1,c.18].

>Подставим чисельні значення вираз (1.37)

Отримане розрахункове значення довжини рукоятки задовольняє умові [1,c.18].

>Длину рукоятки можна знайти за такою формулою [1,c.18]

 (1.38)

Довжина рукоятки L, рівна 708 мм, забезпечує можливість повороту рукоятки за максимальної навантаженні, при числі робочихm=1.

1.3.2 Розрахунок діаметра рукоятки

Завданням розділу є визначення діаметра рукоятки. Критерієм розрахунку є міцність на вигин. Умова міцності можна записати так


 (1.39)

де -напруга вигину,Н/мм; ->допускаемое напруга вигину,Н/мм.

 визначається з висловлювання [1,c.21]

 (1.40)

Нормативний коефіцієнт [>S]=1,5, оскільки детальмалоответственная [1.c.21].

Вибираємо як матеріалу рукоятки стальСт4, відповідно до [1.c.16].

Напруга вигину можна визначити так

 (1.41)

деW-момент опору, мм.

Момент опору визначається з формули

 (1.42)

З рис. 1.6 видно, щоизгибающий момент можна визначити за такою формулою


 (1.43)

деD=1,5d.

Підставляючи висловлювання (1.41), (1.42) і значення M, в формулу (1.39) одержимо

 (1.44)

Отже, обраний діаметр рукоятки і він дорівнює 22 мм.


Схожі реферати:

Навігація