Реферати українською » Транспорт » Розрахунок конструкції з передачею гвинт - гайка


Реферат Розрахунок конструкції з передачею гвинт - гайка

МІНІСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

>ФГОУВПОКОСТРОМСКАЯГСХА

Кафедра "Деталі машин"

>Расчетно-графическая робота

на задану тему ">Расчет конструкції з передачею гвинт - гайка"

>Виполнил: студент 3 курсу 11 групи

факультету механізації с/г

ГорбуновЮ.Н.

Прийняв: >Скрипкин С.П.

"Кострома 2006"


Зміст

Завдання №11

1. Загальні відомості

2. Критерії працездатності передачівинт-гайка

3. Визначення розмірів гвинта і гайки

4. Перевірка дотримання умовисамоторможения

5. Визначення ккд гвинтовій пари передачівинт-гайка

6. Перевірка гвинта на стійкість

7. Розрахунок елементів гвинта і гайки на міцність

8. Конструювання і розрахунок додаткових елементів передачівинт-гайка


Завдання №11

>Спроектировать (розрахувати і ескіз) знімач зі зняттямнапрессованних втулок. Через війну розрахунку визначити: розміри гвинта, висоту гайки, зовнішнє діаметр гайки, довжину рукоятки, розміри траверсу і лапсъемника. Визначити ККД гвинтовій пари.

F = 4.5kH,A = 300mm,D = 250mm. Матеріал гайки - бронза.

Профіль різьби -трапецеидальная, матеріал гвинта Сталь 40.

 

1. Загальні відомості

Основне призначення передачівинт-гайка перетворення обертального руху на поступальний. Приклади використання передачі можуть бути механізми вдомкратах, пресах, металорізальних верстатах, сільськогосподарських машинах,грузоподъемних механізмах.

Передачівинт-гайка бувають з тертям ковзання, з тертямкачения і дуже різні по конструктивним рішенням. Удомкратах і пресах гайка зазвичай нерухома, а гвинт робить обертальне і поступальний руху. Зустрічаються домкрати з обертовою гайкою, у разі гвинт робить лише поступальний рух.

У передачахвинт-гайка застосовують у основному стандартнітрапецеидальние і наполегливі різьби. Різьблення з прямокутним профілем не стандартизована. Ця різьблення забезпечує певний виграш у силі й вищий ККД, але віннетехнологична і міцність її витків нижче, ніж втрапецеидальной і завзятій різьби. З іншого боку, у прямокутної різьби при знос виходить непереборний "люфт", тоді як втрапецеидальной різьби може бути ліквідувати, використовуючистяжние гайки. Для виготовлення гвинтів зазвичай застосовуютьсреднеуглеродистие стали марокСт.4,Ст.5, Сталь 40, Сталь 50.Винти з легованих сталей з термічної обробкою призначені для передач, працюючих при інтенсивних переміщеннях. У таких випадках застосовують Сталь40Х, Сталь40ХН, Сталь 65 та інших.

Для гайок під час передач з підвищеним зносом застосовуютьоловянистие бронзи марокБр.ОФ10-05,Бр.ОСЦ6-6-3,Бр.ОФ-10-1. Працюючи з більшими на перервами і поміркованими навантаженнями використовуютьантифрикционний чавунАСЧ чиАВЧ, і навіть сірий чавунСЧ-12,СЧ-15,СЧ-18,СЧ-21.

 

2. Критерії працездатності передачівинт-гайка

Найчастіше основним критерієм працездатності гвинтовій пари є її зносостійкість. Розрахунок за цим критерієм зводиться до обмеження тиску між поверхнями різьби гвинта і гайки.

Зазначений розрахунок виконують у ролі проектного, службовця визначення діаметра гвинта.

Другим критерієм працездатності служить міцність гвинта, який у більшості випадків дбає про стиснення і крутіння. Для гвинтів стискування до критеріїв працездатності як і слід віднести їх не стійкість, котру визначаємо коефіцієнтом запасу стійкості (P.Sвус).

До критеріям працездатності гвинтових механізмів ставляться міцність гайок, рукояток, штурвалів, гвинтів длястопорения гайок та інших, додаткових елементів.

3. Визначення розмірів гвинта і гайки

Розрахунок передачі гвинт гайка починають із визначення середнього діаметра різьби (>d2) критеріємизносоустойчивости.

 (1)

де

F - розрахункове зусилля, М;

YH = Hр /d - коефіцієнт висоти гайки, Мр - висота гайки, мм;

>Рекомендуемое значення коефіцієнта висоти гайки 1,2...2,5.

Yh = h /P - коефіцієнт висоти різьби, Yh = 0,5;

h - робоча висота профілю різьби, мм.;

Р - крок різьби, мм;

[р] -допускаемое тиск у різьбленні,МПа. [р] = 12МПа.

мм. (2)

Отримане значення середнього діаметра різьбиd2 коригується.

Параметри нестандартній прямокутної (квадратної) різьби погоджуються із її виготовленнятокарно-винторезних верстатах, тому крок нарізки отриманий за рекомендацією:P =0.22d2, слід скоригувати багатозначно кроку будь-який стандартної різьби (Додаток).

Приймаємо: Р = 3, тоді

>P = 3;d2 = D2 = 28,5;

>Висоту гайки М визначають за такою формулою (2), залежно від прийнятого значення коефіцієнта висоти гайки - YH.

Мр = YHd2; Мр = 0,5 28,5 = 57 мм.

Кількість витків різьби в гайці обчислюється за словами:

Z = Hр /P; Z = 57/3 = 19.

Z < 10, отже обрана різьблення задовольняє нас.

Мал.1 Ескіз гайки з розмірами.

Висотабуртика гайки h (рис. 1) приймається h = (0.5...0.6) Мр: h = 11.7, мм.

Нижня частина гайки дбає про розтягнення, тому діаметр Dр визначається за формулою

 (3)

де [>sр] = 640МПа.

, мм.

Діаметрбуртика гайки D>г1 визначається за напругоюсмятия силою F, діючої по осі гвинта

 (4)

для бронзових гайок [>s>cм] = 70 - 80МПа.

, мм.

4. Перевірка дотримання умовисамоторможения

Більшість механізмів, використовують передачувинт-гайка, обов'язковий задоволення умовисамоторможения:

>y<j,

де y - кут підйому гвинтовій лінії за середнім діаметру;

j - кут тертя гвинтовій пари.

Кут тертя визначається з співвідношення:

j =arctgfбуд

деfбуд - дійсний коефіцієнт тертя в гвинтовій парі.

Справжній коефіцієнт тертя для поєднання: сталь щодо сталі приймають - 0.15, сталь по чавуну - 0.3, сталь по бронзі - 0.12.

При типахрезьб відмінних прямокутної (квадратної), замість коефіцієнтаfбуд підставляють умовний (наведений) коефіцієнт тертя.

,

де - кут між бічний стороною профілю різьби у бік дії навантаження і перпендикуляром до осі гвинта.

Длярезьб, відмінних профілем від прямокутної, використовують поняття наведеного кута тертя: , деfін =1,03fД

;

Всім видіврезьб кут підйому нарізки різьби визначається за співвідношенням:

 (5)

де Р - крок різьби, мм;

>d2 - середній діаметр різьби, мм.

 (6)

Длясамотормозящих гвинтів величина кута тертя гвинтовій міститься не більше 5°...7°. Тоді, щоб із гарантією дотриматися умовисамоторможения - (>y<j), різницю між y і j повинна бути щонайменше 1°.

1,920 < 6,84 - умова виконується.


5. Визначення ккд гвинтовій пари передачівинт-гайка

Визначення ККД гвинтовій пари для прямокутної різьби проходить за рівнянню:

 (7)

Для різьби іншого профілю замість підставляється .

6. Перевірка гвинта на стійкість

Перевірка стиснутих гвинтів на стійкість зводиться до визначення коефіцієнта запасу стійкості (n). Гнучкість гвинта залежить з його діаметра, довжини й за такою формулою:

, (8)

де l- гнучкість гвинта;

l - розрахункова довжина гвинта, тобто. відстань від середини гайки до опорною поверхні голівки домкрата при вивернутому вщерть гвинті.

l = Мб + Hр / 2, l = 300 + 57/ 2 = 328,5 мм.

і - радіус інерції для "круглого перерізу (з діаметру різьбиd1).

 (9)

де Iін - приведений момент інерції круглого перерізу

 (10)

>m - коефіцієнт приведення довжини гвинта, залежить відрасчетной схеми гвинта (>m = 2 - домкрати,съемники,струбцини;m =1-ходовие гвинти і валики).

, мм4. , мм.

;

Залежно від гнучкості гвинта (l) або йогоприведенной довжини (>m l), критична сила (навантаження) на гвинт визначається по формуламЭйлера чи Ясинського. Якщо l < 100 чи (>m l) < 25d1, то критичну силу визначають за такою формулою Ясинського:

 (11)

де a і b - коефіцієнти, які у залежність від матеріалу гвинта. Для Сталь 45: a =450МПа, b =1,67МПа.

, (М).

Запас стійкості гвинта визначається по рівнянню:

P.Sвус = F>кр / F > [P.Sвус] (12)

де P.Sвус має становити щонайменше 2,5

P.Sвус = 164502,667/20000 = 8,225 > 2,5.

Отже, обраний діаметр гвинта задовольняє нас.

 

7. Розрахунок елементів гвинта і гайки на міцність

Гвинт у передачівинт-гайка відчуває напруги стискування чи розтяги й крутіння. Для оцінки величини цих напруг слід визначити величину еквівалентного напруження і порівняти її здопускаемим напругою розтяги:

 (13)

деsр - напруги розтяги чи стискування, зумовлені формулою

 (14)

,МПа.

Для підрахунку напруг крутіння, що з моментом тертя у різьбленні, використовується наступна залежність

 (15)

де Т>тр - момент тертя у різьбленні, підраховується за такою формулою:

Т>тр = 0,5d2 > Ftg (y + j) (16)

Т>тр = 0,5 27 20000tg (1,92 + 6.84) = 43916,617Нмм.

,МПа.

,МПа.

>Допускаемие напруги стискування чи розтяги беруть із довідника [1,т.1].

Якщо передачі гайка виготовляється з яких менше міцного матеріалу ніж гвинт, то різьблення в гайці слід перевірити на зріз за словами:

 (17)

де М - висота гайки, мм.

>Кн -коеф. нерівномірності розподілу навантаження по виткам різьби, приймається рівним 0,6...0,7.

>Кn -коеф. повноти різьби, (приймається за даними таблиці 6).

[>tпорівн] -допускаемое напруга зрізу, підраховується за словами

[>tпорівн] = (0,6…0,65) (>sв / [P.S]),

деsв - тимчасове опір матеріалу гайки, (приймається за таблицею 7 МУ чи з довіднику [2,т.1]).

[>tпорівн] = 0,6 (/) =МПа.

 

Т. е. умова >tпорівн > [>tпорівн] виконується.

 

8. Конструювання і розрахунок додаткових елементів передачівинт-гайка

 

8.1 Вибір розмірів голівки гвинта

Розміри піднімальної голівки гвинта (>Рис.3) призначаються конструктивно:

D2 = (1,7…1,9)d; D2 = 1,9 30 = 57, мм.

B = (1,4…1,8)d; У = 1,6 30 =48, мм.

D>p = (0,4…0,5)d; Dр = 0,5 30 = 15, мм.

 

8.2 Вибір розмірів рукоятки гвинта

Загальний момент опору повороту гвинта дорівнює:

Т0 = Т>тр + Тзв,

де Тзв - момент опору в наконечнику, його величина можна прийнятиТн = 0,5 Т>тр. Отже

Т0 = 1,5 Т>тр.

Т0 = 1.5 43916,62 = 65874,93 М мм.

Загальний момент опору долається зусиллям робочого - Fр, докладеної до ручці довжиною Lр, тобто.

Т0 = F>p > Lр,

де Fр - зусилля робочого на ручці, Fр = 250, М.

Lр - довжина рукоятки в мм.

Зазвичай завдання вирішується щодо необхідної довжини рукоятки. При довжині рукоятки більше однієї метри, слід прогнозувати зусилля двох робочих.

Lр = Т0/Fр = 65874,93/250 = 263,499, мм.

Діаметр рукоятки D>p, ухвалений за рекомендацієюп.8.1, слід перевірити по напругам вигину:

,

де Wx - осьової момент опору: Wx =0,1D>p3;

[>sі] -допускаемое напруга вигину, [>sі] = 260,МПа.

Wx =0,1 103 = 100, мм3.

,МПа.

Отже, ухвалений діаметр рукоятки D>p = 15 мм повністю влаштовує нас. На мал.2 представлено конструктивне оформлення голівки і рукоятки гвинта.

Рис.2. Конструктивне оформлення голівки гвинта


Схожі реферати:

Навігація