Схема механизма и эпюры внутренних факторов

Домкрат винтовой

 

Пояснительная записка

1240.КР1.№ зад.000.000ПЗ

 

Выполнил

 

Руководитель

 

 

2012

 

 

Содержание

 

Задание по курсовой работе. 3

Введение. 4

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов. 4

2 Выбор материала для деталей домкрата. 5

3 Подбор параметров стандартной резьбы.. 6

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы.. 6

3.2 Расчёт шага резьбы.. 7

3.3 Параметры резьбы из ГОСТ 9484-81. 7

4 Проверка условия самоторможения. 8

5 Выбор формы пяты и расчёт момента трения в пяте. 9

6 Проверка ходового винта на прочность. 10

7 Проверка ходового винта на устойчивость. 11

8 Размеры стандартной резьбы.. 12

9 Проектирование гайки. 13

9.1 Расчёт диаметров гайки и буртика. 13

9.2 Проверка гайки на прочность. 14

9.3 Расчёт высоты буртика и высоты гайки. 15

9.4 Расчёт момента трения на поверхности буртика гайки. 16

10 Определение размеров рукоятки. 16

11 Расчёт элементов корпуса домкрата. 18

12 Коэффициент полезного действия домкрата. 19

Заключение. 19

Список использованной литературы.. 20

 

 

Задание по курсовой работе

 

Необходимо спроектировать винтовой домкрат (рисунок 1) по следующим исходным данным:

- грузоподъёмность – F=6 кН,

- высота подъёма груза – l=155 мм,

- ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81;

- режим работы – кратковременный.

Рисунок 1 – .

Введение

 

Винтовой домкрат – это механизм, предназначенный для подъёма груза. В основе его однозаходная передача винт-гайка.

Механизм должен быть самотормозящим.

В расчётах на прочность и износостойкость используем систему СИ в качестве системы измерений. Единицами измерения длины служат мм, силы - Н, момента силы - Н× мм, механического напряжения – МПа, так как

1МПа = 10⁶ = =1 .

Размеры, полученные в результате расчета (кроме параметров резьбы из ГОСТ 9484-81), округлим до нормальных линейных размеров, приведенных в ГОСТ 6636-69.

 

 

Выбор материала для деталей домкрата

 

Материалом винта и чашки назначим сталь … ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], s_т = … МПа; материалом гайки – бронзу марки Бр….. ГОСТ 613-79, s_т = … МПа, t_с = … МПа [2, с. 7], коэффициент трения пары винт-гайка f = … [2, с.18]; материалом корпуса - серый чугун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].

 

 

Подбор параметров стандартной резьбы

 

Расчёт шага резьбы

 

Для определение шага резьбы р найдём из условия износостойкости резьбы (1) рабочую высоту профиля H1.

Предварительно задаемся числом витков гайки z из диапазона 6…12 [1, с.24], пусть z = 10.

Тогда из условия износостойкости (1) рабочая высота профиля резьбы:

= 1, 4 мм,                              (4)

где d₂ =13, 8 мм - средний диаметр из расчета (3),

 МПа.

Минимальное значение шага резьбы, учитывая, что , найдем по формуле

 мм. (5)

 

Параметры резьбы из ГОСТ 24737-81.

 

Для величин d₂ = 13, 8 мм (из (3)) и р_min = 2, 7 мм (из (5)) из ГОСТ 24737-81 [1, с.14] подходит резьба с

d = 16 мм, d₂ = 14 мм, р = 4 мм, d₃ = 11, 5 мм.

 

 

Размеры стандартной резьбы

 

На рисунке 5 приведены основные параметры наружной (для винта) и внутренней (для гайки) резьбы по ГОСТ 9484-81.

 

Рисунок 5 – .

 

Параметры наружной резьбы (для винта):

- наружный диаметр – d = 16 мм;

- средний диаметр – d₂ = 14 мм;

- внутренний диаметр основного профиля[2] [2, с.15]) - d₁ = 12 мм;

- внутренний диаметр номинального профиля[3] (внутренний диаметр резьбы по дну впадины) [1, с.13, 14] – d₃ = 11, 5 мм;

- рабочая высота профиля резьбы – мм;

- угол наклона боковой поверхности витка b=15°.

Параметры внутренней резьбы (для гайки):

- наружный диаметр основного профиля – D = 16, 5 мм;

- наружный диаметр номинального профиля (по дну впадины резьбы на гайке) D₄ = d + 2a_c = 16, 5 мм, где а_с – радиальный зазор, а_с = 0, 25 мм;

- средний диаметр - D₂ = d₂ = 14 мм;

- внутренний диаметр - D₁ = d₁ = d - P = 16 мм;

- высота гайки h = р·z = 4·10 = 40 мм.

Шаг резьбы р=4 мм.

 

Tr 18х4-7Н/7е ГОСТ 9484-81

S 36x6-7AZ/7h ГОСТ 10177-82

 

Проектирование гайки

 

Проверка гайки на прочность

 

Под действием осевой силы F при вращении винта в неподвижной гайке возникают напряжения растяжения и кручения [2, с. 45, 46]:

» 13 МПа,

= »2 МПа.

Эквивалентные напряжения определяются по формуле (для пластичных материалов) [2, с.44]

14 МПа.

Проверка прочности гайки проводится по условию

≤ [s_р],

где  – допускаемое напряжение на растяжение материала гайки;

,

;

[S] »2 – коэффициент запаса прочности [2, с. 28, 46].

»99 МПа.

Таким образом = 16МПа< [s_р]=99МПа - условие прочности выполняется.

 

 

Заключение

 

По исходным данным: грузоподъёмность – F=8 кН, высота подъёма груза – l=160 мм, ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81, режим работы – кратковременный, был спроектирован винтовой домкрат. К.п.д. домкрата составил 23%.

 

Список использованной литературы

 

1 Данилов В.К., Ноздрина Т.А., Дмитриев Ю.В. Проектирование винтовых механизмов/ Контрольные задания и методические указания для их выполнения. Л.: Изд. ЛКИ, 1988, 52 с.

2 Кривенко И.С. Проектирование винтовых механизмов: Учеб. пособие. СПб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2001, 125с.

3 Машиностроение. Энциклопедия. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т.IY-1/ Под общ. ред. Д.Н.Решетова. М.: Машиностроение, 1995, 864с.

4 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3т. М., 1979-1982.

 

[1] На участке ab, который испытывает сжатие от силы F и скручивается моментом T_f (см. рис. 2), размеры поперечного сечения винта почти в два раза больше, чем на участке bc, а моменты трения T_f и T_р соизмеримы. Этим объясняется выбор опасного (с точки зрения напряжений) сечения на участке bc.

[2] Основной профиль – это теоретический профиль, одинаковый для наружной (для винта) и внутренней (для гайки) резьбы [3, с. 332]. Допускается использовать размеры основного профиля в расчетах деталей на прочность [2, с. 15] (см. п. 7-9).

[3] Номинальный профиль – это реальный профиль наружной и внутренней резьбы с радиальными зазорами по вершинам резьбы. Размеры номинального профиля учитывают в расчетах деталей на прочность (см. п. 7 - 9) [3, с. 333].

Домкрат винтовой

 

Пояснительная записка

1240.КР1.№ зад.000.000ПЗ

 

Выполнил

 

Руководитель

 

 

2012

 

 

Содержание

 

Задание по курсовой работе. 3

Введение. 4

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов. 4

2 Выбор материала для деталей домкрата. 5

3 Подбор параметров стандартной резьбы.. 6

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы.. 6

3.2 Расчёт шага резьбы.. 7

3.3 Параметры резьбы из ГОСТ 9484-81. 7

4 Проверка условия самоторможения. 8

5 Выбор формы пяты и расчёт момента трения в пяте. 9

6 Проверка ходового винта на прочность. 10

7 Проверка ходового винта на устойчивость. 11

8 Размеры стандартной резьбы.. 12

9 Проектирование гайки. 13

9.1 Расчёт диаметров гайки и буртика. 13

9.2 Проверка гайки на прочность. 14

9.3 Расчёт высоты буртика и высоты гайки. 15

9.4 Расчёт момента трения на поверхности буртика гайки. 16

10 Определение размеров рукоятки. 16

11 Расчёт элементов корпуса домкрата. 18

12 Коэффициент полезного действия домкрата. 19

Заключение. 19

Список использованной литературы.. 20

 

 

Задание по курсовой работе

 

Необходимо спроектировать винтовой домкрат (рисунок 1) по следующим исходным данным:

- грузоподъёмность – F=6 кН,

- высота подъёма груза – l=155 мм,

- ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81;

- режим работы – кратковременный.

Рисунок 1 – .

Введение

 

Винтовой домкрат – это механизм, предназначенный для подъёма груза. В основе его однозаходная передача винт-гайка.

Механизм должен быть самотормозящим.

В расчётах на прочность и износостойкость используем систему СИ в качестве системы измерений. Единицами измерения длины служат мм, силы - Н, момента силы - Н× мм, механического напряжения – МПа, так как

1МПа = 10⁶ = =1 .

Размеры, полученные в результате расчета (кроме параметров резьбы из ГОСТ 9484-81), округлим до нормальных линейных размеров, приведенных в ГОСТ 6636-69.

 

 

Схема механизма и эпюры внутренних факторов

 

Схема механизма, а также эпюры нормальных (сжимающих) сил и крутящих моментов, действующих на винт, даны на рисунке 2 [1, с. 21].

Рисунок 2 -     .

 

При подъёме груза, установленного на грузовой чашке домкрата, винт на участке ас сжимается, нормальная сила на эпюре сжимающих сил (см. рис. 2) по модулю равна F, на участке с d сжимающая нагрузка уменьшается от F до нуля (принимают, что нагрузка по высоте гайки изменяется по линейному закону).

Поверхность контакта чашки и винта является опорной и называется пятой.

Кроме сжимающих сил на винт действуют крутящие моменты (см. эпюру крутящих моментов на рисунке 2), обусловленные моментом трения в пяте Т_f и моментом трения в резьбе T_р пары винт-гайка, которые преодолеваются моментом движущих сил Т_вн. Момент Т_вн создается усилием рабочего на рукоятке домкрата.

По высоте гайки распределение крутящих моментов условно принято линейным.

Из приведённых эпюр следует, что опасным участком винта является участок bc, который испытывает сжатие от силы F и скручивается моментом T_р (см. опасное сечение на рисунке 2)[1].

 

 

1234Следующая ⇒

Поделиться: