Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Розрахунок конструкції з передачею гвинт - гайка - Транспорт

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ФГТУ ВПО Костромська ГСХА

Кафедра "Деталі машин"

Розрахунково-графічна робота

на тему "Розрахунок конструкції з передачею гвинт - гайка"

Виконав: студент 3 курсу 11 групи

факультету механізації с / г

Горбунов Ю.Н.

Прийняв: Скрипкін С.П.

"Кострома 2006"

Зміст

Завдання №11

1. Загальні відомості

2. Критерії працездатності передачі гвинт-гайка

3. Визначення розмірів гвинта і гайки

4. Перевірка дотримання умови самоторможения

5. Визначення ккд гвинтової пари передачі гвинт-гайка

6. Перевірка гвинта на стійкість

7. Розрахунок елементів гвинта і гайки на міцність

8. Конструювання і розрахунок додаткових елементів передачі гвинт-гайка

Завдання №11

Спроектувати (розрахувати і виконати ескіз) знімач для зняття напресованих втулок. У результаті розрахунку визначити: розміри гвинта, висоту гайки, зовнішній діаметр гайки, довжину рукоятки, розміри траверса і лап знімача. Визначити ККД гвинтової пари.

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

Профіль різьби - трапецеїдальних, матеріал гвинта Сталь 40.

 1. Загальні відомості

Основне призначення передачі гвинт-гайка перетворення обертального руху в поступальний. Прикладом використання передачі можуть служити механізми в домкратах, пресах, металорізальних верстатах, сільськогосподарських машинах, вантажопідйомних механізмах.

Передачі гвинт-гайка бувають з тертям ковзання, з тертям кочення і вельми різноманітні за конструктивним рішенням. У домкратах і пресах гайка зазвичай нерухома, а гвинт здійснює обертальний і поступальний руху. Зустрічаються домкрати з обертається гайкою, в цьому випадку гвинт здійснює тільки поступальний рух.

У передачах гвинт-гайка застосовують в основному стандартні трапецеїдальні і наполегливі різьблення. Різьба з прямокутним профілем не стандартизовані. Ця різьба забезпечує певний виграш в силі і більш високий ККД, але вона нетехнологічна і міцність її витоків нижче, ніж у трапецеидальной і наполегливої різьблення. Крім того, у прямокутній різьблення при зносі виходить непереборний "мертвий хід", тоді як у трапецеїдальної різьби його можна ліквідувати, використовуючи стяжні гайки. Для виготовлення гвинтів зазвичай застосовують середньовуглецеві стали марок Ст.4, Ст.5, Сталь 40, Сталь 50. Гвинти з легованих сталей з термічною обробкою призначені для передач, що працюють при інтенсивних переміщеннях. У цих випадках застосовують Сталь 40Х, Сталь 40ХН, Сталь 65 і ін.

Для гайок в передачах з підвищеним зносом застосовують оловяністие бронзи марок Бр. ОФ10-05, Бр. ОСЦ6-6-3, Бр. ОФ-10-1. При роботі з великими перервами і помірними навантаженнями використовують антифрикційний чавун АСЧ або АВЧ, а також сірий чавун СЧ-12, СЧ-15, СЧ-18, СЧ-21.

 2. Критерії працездатності передачі гвинт-гайка

У більшості випадків основним критерієм працездатності гвинтової пари є її зносостійкість. Розрахунок за цим критерієм зводиться до обмеження тиску між поверхнями різьби гвинта і гайки.

Зазначений розрахунок виконують в якості проектного, службовця для визначення діаметру гвинта.

Другим критерієм працездатності служить міцність гвинта, який у більшості випадків працює на стиск і кручення. Для гвинтів стиснення до числа критеріїв працездатності так само слід віднести їх стійкість, яка визначається коефіцієнтом запасу стійкості (Sус).

До критеріїв працездатності гвинтових механізмів відносяться міцність гайок, рукояток, штурвалів, гвинтів для стопоріння гайок і інших, додаткових елементов.3. Визначення розмірів гвинта і гайки

Розрахунок передачі гвинт гайка починають з визначення середнього діаметра різьби (d2) за критерієм зносостійкості.

(1)

де

F - розрахункове зусилля, Н;

YH = Hг / d - коефіцієнт висоти гайки, НГ- висота гайки, мм;

Рекомендоване 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] - допустиме тиск в різьбі, МПа. [Р] = 12 МПа.

мм. (2)

Отримане значення середнього діаметра різьби d2корректіруется.

Параметри нестандартної прямокутної (квадратної) різьблення узгоджуються з можливістю її виготовлення на токарно-гвинторізних верстатах, тому крок нарізки отриманий за рекомендацією: P = 0.22d2, слід скорегувати зі значенням кроку будь-якої стандартної різьблення (Додаток).

Приймаємо: Р = 3, тоді

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

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

Нг = YH ? d2; Нг = 0,5 ? 28,5 = 57 мм.

Число витків різьби в гайці обчислюється за виразом:

Z = Hг / P; Z = 57/3 = 19.

Z <10, отже обрана різьблення задовольняє нас.

Рис.1 Ескіз гайки з розмірами.

Висота буртика гайки h (рис 1) приймається h = (0.5 ... 0.6) Нг: h = 11.7, мм.

Нижня частина гайки працює на розтяг, тому діаметр Dгопределяется формулою

(3)

де [sр] = 640 МПа.

, Мм.

Діаметр буртика гайки Dг1определяется по напрузі зминання силою F, що діє по осі гвинта

(4)

для бронзових гайок [SCМ] = 70 - 80 МПа.

, Мм.4. Перевірка дотримання умови самоторможения

Для більшості механізмів, що використовують передачу гвинт-гайка, є обов'язковим задоволення умови самоторможения:

yде y - кут підйому гвинтової лінії по середньому діаметру;

j - кут тертя гвинтової пари.

Кут тертя визначається зі співвідношення:

j = arc tg fд

де fд-дійсний коефіцієнт тертя в гвинтовий парі.

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

При типах резьб відмінних від прямокутної (квадратної), замість коефіцієнта fдподставляют умовний (наведений) коефіцієнт тертя.

,

де- кут між бічною стороною профілю різьби в напрямку дії навантаження і перпендикуляром до осі гвинта.

Для різьблень, відмінних за профілем від прямокутної, використовують поняття наведеного кута тертя :, де fпр = 1,03fД

;

Для всіх видів резьб кут підйому нарізки різьби визначається за співвідношенням:

(5)

де Р - крок різьби, мм;

d2- середній діаметр різьби, мм.

(6)

Для самогальмуючі гвинтів величина кута тертя гвинтової пари знаходиться в межах 5 ° ... 7 °. Тоді, щоб з гарантією дотриматися умови самоторможения - (y1,920 <6,84 - умова виконується.

5. Визначення ккд гвинтової пари передачі гвинт-гайка

Визначення ККД гвинтової пари для прямокутної різьби проводиться за рівнянням:

(7)

Для різьблення іншого профілю вместоподставляется.

6. Перевірка гвинта на стійкість

Перевірка стислих гвинтів на стійкість зводиться до визначення коефіцієнта запасу стійкості (n). Гнучкість гвинта залежить від його діаметра, довжини і визначається за формулою:

, (8)

де l- гнучкість гвинта;

l - розрахункова довжина гвинта, тобто відстань від середини гайки до опорної поверхні головки домкрата при вивернутому до відмови гвинті.

l = Нб + Hг / 2, l = 300 + 57/2 = 328,5 мм.

i - радіус інерції для круглого перетину (по внутрішньому діаметру різьби d1).

(9)

де Iпр- приведений момент інерції круглого перетину

(10)

m - коефіцієнт приведення довжини гвинта, залежить від розрахункової схеми гвинта (m = 2 - домкрати, знімачі, струбцини; m = 1-ходові гвинти та валики).

, Мм4., Мм.

;

Залежно від гнучкості гвинта (l) або його приведеної довжини (m 'l), критична сила (навантаження) на гвинт визначається за формулами Ейлера або Ясинського. Якщо l <100 або (m 'l) <25' d1, то критичну силу визначають за формулою Ясинського:

(11)

де a і b - коефіцієнти, прийняті в залежності від матеріалу гвинта. Для Сталь 45: a = 450МПа, b = 1,67МПа.

, (Н).

Запас стійкості гвинта визначається з рівняння:

Sус = Fкр / F> [Sус] (12)

де Sусдолжен становити не менше 2,5

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

Отже, вибраний діаметр гвинта задовольняє нас.

 7. Розрахунок елементів гвинта і гайки на міцність

Гвинт в передачі гвинт-гайка відчуває напруги стиснення або розтягування і кручення. Для оцінки величини цих напруг слід визначити величину еквівалентного напруження і порівняти її з допускаються напругою розтягування:

(13)

де sр- напруги розтягнення або стиснення, що визначаються формулою

(14)

, МПа.

Для підрахунку напруг крутіння, пов'язаних з моментом тертя в різьбі, використовується наступна залежність

(15)

де Ттр -Момент тертя в різьбі, підраховується за формулою:

Ттр = 0,5 ? d2 ? F ? tg (y + j) (16)

Ттр = 0,5 ? 27 ? 20 тисяч ? tg (1,92 + 6.84) = 43916,617 Н ? мм.

, МПа.

, МПа.

Допустимі напруги стиснення або розтягування беруться з довідника [1, т.1].

Якщо у передачі гайка виготовляється з менш міцного матеріалу ніж гвинт, то різьбу в гайці слід перевірити на зріз за виразом:

(17)

де Н - висота гайки, мм.

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

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

[Tср] - допустиме напруження зрізу, підраховується за висловом

[Tср] = (0,6 ... 0,65) ? (sв / [S]),

де sв- тимчасовий опір матеріалу гайки, (приймається по таблиці 7 МУ або за довідником [2, т.1]).

[Tср] = 0,6 ? (/) = МПа.

Т. е. Умова tср ? [tср] виконується.

 8. Конструювання і розрахунок додаткових елементів передачі гвинт-гайка

8.1 Вибір розмірів головки гвинта

Розміри підйомної головки гвинта (Рис.3) призначаються конструктивно:

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

B = (1,4 ... 1,8) ? d; В = 1,6 ? 30 = 48, мм.

Dp = (0,4 ... 0,5) ? d; Dр = 0,5 ? 30 = 15, мм.

8.2 Вибір розмірів рукоятки гвинта

Загальний момент опору повороту гвинта дорівнює:

Т0 = Ттр + Тн,

де Тн -Момент опору в наконечнику, його величина може бути прийнята Тн = 0,5 ? Ттр. Отже

Т0 = 1,5 ? Ттр.

Т0 = 1.5 ? 43916,62 = 65874,93 Н ? мм.

Загальний момент опору долається зусиллям робітника - Fр, прикладеного до рукоятки довжиною Lр, тобто

Т0 = Fp ? Lр,

де Fр- зусилля робітника на рукоятці, Fр = 250, Н.

Lр- довжина рукоятки в мм.

Зазвичай завдання вирішується щодо необхідної довжини рукоятки. При довжині рукоятки більше 1 метра, слід розраховувати на зусилля двох робітників.

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

Діаметр рукоятки Dp, прийнятий за рекомендацією п.8.1, слід перевірити по напруженням вигину:

,

де Wx- осьовий момент опору: Wx = 0,1Dp3;

[Sи] - допустиме напруження згину, [Sи] = 260, МПа.

Wx = 0,1 ? 103 = 100, мм3.

, МПа.

Отже, прийнятий діаметр рукоятки Dp = 15 мм повністю влаштовує нас. На рис.2 представлено конструктивне оформлення головки і рукоятки гвинта.

Рис.2. Конструктивне оформлення головки гвинта
Організація діяльності Тернопільтеплокомуненерго
Міністерство освіти і науки України Звіт з виробничої практики База практики: підприємство "Тернопільтеплокомуненерго" Тернопіль - 2008 р. Зміст 1. Структура та організація підприємства Тернопільміськтеплокомуненерго, структура та функції служб головного інженера 2.

Організація обслуговування електроустановок та електрообладнання кормового блоку на 800 голів великої рогатої худоби
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ЗАВДАННЯ для курсового проектування по предмету Організація і управління енергетичної службою АПК _ учня IV курсу 69 «е» групи Червоник Олександра Дмитровича _ Жировичського державного аграрно-технічного коледжу _ Тема курсового проекту Організація

Експертиза якості хліба
Зміст Введення 1. Товарознавчо характеристика вироби 1.1 Споживчі властивості виробу 1.2 Технологічний процес як фактор, що впливає на формування якості хліба 1.3 Вимоги до якості хліба 1.4 Маркування як засіб ідентифікації продукції 2. Експертиза якості хліба 2.1 Відбір проб, ГОСТ 5667- 65

Холодильне обладнання підприємств торгівлі та громадського харчування
План контрольної роботи 1. Принципи збереження харчових продуктів 2. Охолодження продуктів тваринного походження 3. Пароежекторние і абсорбційні холодильні машини. Схема і принцип дії 4. Холодильні шафи Використана література 1. Принципи збереження харчових продуктів Основними харчовими продуктами,

Проект автомобільної дороги Елизово - Паратунка
АВТОМОБІЛЬНА ДОРОГА, ТРАСА, поздовжній профіль, ПОПЕРЕЧНИЙ ПРОФІЛЬ, Природно-кліматичні умови, ТЕХНІЧНІ НОРМАТИВИ, ТРАНСПОРТНА МЕРЕЖА, КЕРІВНІ ПОЗНАЧКИ. В роботі розглянуті питання проектування основних елементів автомобільної дороги (Елизово - Паратунка в Камчатської області). Проектування

Права та обов'язки провідника у вагонах далекого прямування перевезення пасажирів
Зміст 1. Введення 2. Опис 2.1. Обов'язки провідника з підготовки та екіпіровці вагона перед рейсом 2.2. Постачання водою і вугіллям пасажирських вагонів в пунктах формування, обороту і на шляху прямування 2.3. Посадка та розміщення пасажирів у вагоні 2.4. Обслуговування пасажирів на шляху

Планування і організація перевезень вантажів у міжнародному сполученні
Федеральне агентство залізничного транспорту Московський державний університет шляхів сполучення (МІІТ) Інститут управління та інформаційних технологій Кафедра «УГКР» Курсова робота з дисципліни Планування та організація перевезень вантажів у міжнародному сполученні Виконав: Студент групи

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати