Порядок выполнения работы
Расчётная схема домкрата: Рис.2 3.1. Допускаемое напряжение на растяжение болта равно: [σ]= , где: σТ – предел текучести, зависит от материала и определяется по приложению 2; [s] – допускаемый коэффициент запаса прочности, для стальных винтов [s]=3.
Допускаемое давление в резьбе для следующих пар материалов равно: · закалённая сталь – бронза [р]=11…13 МПа, · незакалённая сталь – чугун [р]=4…6 МПа, · при редкой работе (например, домкраты) давление [р] повышают на 20%.
3.2. Средний диаметр резьбы определяется по формуле: d2 , где: F – осевая сила; Ψн – коэффициент высоты для цельных гаек Ψн=1,2…2,5, а для разъёмных гаек Ψн=2,5…3,5. Ψh – коэффициент высоты резьбы, для трапецеидальной резьбы Ψh=0,5, для упорной резьбы Ψh=0,75.
3.3. Для домкратов длина винта определяется по формуле: ℓ=(8…10)d.
3.4. Условие самоторможения винта: γ<φ, где: γ=arctg – угол подъёма резьбы; рz – ход резьбы, в однозаходной резьбе рz=р, в двухзаходной рz=2р и т.д.; φ=arctg – приведённый угол трения; f – коэффициент трения стали по бронзе равен 0,1, а стали по чугуну 0,15…0,18; α – угол трения, для трапецеидальной резьбы α=300.
3.5. Размеры гайки определяются по формулам: высота Н=Ψн∙d2. число витков z=Н/р. 3.6. Условие износостойкости: , где: – среднее давление между витками резьбы винта и гайки; h – рабочая высота профиля резьбы, для трапецеидальной резьбы h=0,5р.
3.7. Условие прочности по гипотезе энергии формоизменения: , где: σэ – эквивалентное напряжение для опасной точки винта; N – нормальная сила; Мк – крутящий момент в опасном сечении винта. 3.8. Устойчивость домкрата определяется, исходя из условного представления винта как стойки с нижним защемлённым и верхним свободным концами. Условие устойчивости сжатого стержня: sy= , где: sy – коэффициент запаса устойчивости; [sy] – допускаемый коэффициент запаса устойчивости, для стальных деталей [sy]=1,5…2,1 и для чугуна [sy]=2,0…2,4; Fкр – критическая сила, которая определяется по формуле Эйлера: Fкр= , где: Е – модуль упругости, который зависит от материала детали и определяется по таблице 2; μ – коэффициент приведения длины, для защемления со свободным концом μ=2; Jmin– минимальный осевой момент инерции стержня, для квадратного сечения Jmin=b4/12, для круглого сеченияJmin=πd4/64, для кольца Jmin= πd4(1-с4)/64, где с=dвнут/dнаруж.. Таблица 2 Материал Е, Н/мм2 Сталь 2·105 Каучук 8·105 Бронза 1·105
3.9. Общий К.П.Д. винтового механизма: ηв.м.= , где: F – осевая сила, действующая на винт; рz – ход резьбы; М1 – момент трения в резьбе; М2 – момент торцового трения. Контрольные вопросы по теме: 1. Назначение передачи винт-гайка? 2. Достоинства и недостатки передачи винт-гайка? 3. Область применения винтовых механизмов? 4. Назовите типы передач винт-гайка? 5. Передачи с трением скольжения: виды, отличия? 6. Какой расчёт передачи винт-гайка является основным и почему? 7. Принцип работы и основные составляющие винтового домкрата? 8. Формула Эйлера? 9. Начертите расчётную схему винта для расчёта его на устойчивость.
Приложение 1. Задание Определить основные параметры винтового домкрата, если заданы: - грузоподъёмность F=10 кН; - резьба трапецеидальная, однозаходная; - высота подъёма ℓ=0,5 м.
Решение: Расчёт будем производить для высоконагруженных винтов по опасному сечению винта, для установления которого построим эпюры продольных сил и изгибающих моментов. От чашки домкрата до гайки нормальная сила равна осевой силе (или грузоподъёмности домкрата) N=F=10 кН. В пределах высоты гайки сила F умень-шается до 0, а крутящий момент Мк изменяется от 0 до М1=F∙ℓ=10∙0,5=5 кН∙м. От верхней грани гайки до рукоятки Мк=М1, выше рукоятки Мк=М2=5 кН∙м.
Расчётная схема домкрата и эпюры: Рис.3
Из эпюр видно, что опасное сечение домкрата находится выше гайки.
1. Принимаем винт класса прочности 6.8, материал винта – сталь углеродистая марки Ст 45, материал гайки – антифрикционный чугун марки АЧВ-2. Для класса прочности 6.8 σт=480 МПа. Определим допускаемое напряжение на растяжение болта: [σ]= Принимаем допускаемое давление в резьбе равным 6 МПа и увеличим его на 20%: [р]=6∙1,2=7,2 МПа. (см. п. 3.1)
2. Принимаем конструкцию гайки – цельная – и определяем её параметры: d2 , где: коэффициенты Ψн=1,5 и Ψh=0,5 (см. п.3.2). В соответствии с приложением 2 принимаем средний диаметрd2=8 мм. Тогда d=10 мм, d1=7 мм, р=2 мм.
3. Принимаем длину винта ℓ=8d=8∙10=80 мм. 4. Проверим условие самоторможения винта: γ<φ, где: γ=arctg =arctg =arctg0,08=80 φ=arctg =arctg =arctg0,18=100 γ=80<φ=100.
5. Определяем размеры гайки: высота гайки Н=Ψн∙d2=1,5∙8=12 мм. число витков z=Н/р=12/2=6<10, следовательно размеры резьбы подобраны правильно. (см. стр.3 п.5)
6. Проверяем условие износостойкости домкрата: , где h=0,5р=0,5∙2=1 мм. Вывод: износостойкость домкрата обеспечена.
7. Условие прочности по гипотезе энергии формоизменения: Вывод: прочность домкрата обеспечена.
8. Условие устойчивости сжатого стержня: sy= где: Fкр= , Jmin=πd4/64=3,14∙104/64=490,6 мм4 Вывод: устойчивость домкрата обеспечена.
9. Определим общий К.П.Д. винтового механизма: ηв.м.= .
Приложение 2. Стандартный ряд диаметров: 7; 7,5; 8; 9; 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130, далее через 10 мм.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (273)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |