Расчет винтового домкрата

Винт.cdw

Корпус.cdw

Спецификация.spw

Пояснювальна записка.doc

МНСТЕРСТВО ОСВТИ НАУКИ УКРАНИ
КРИВОРЗЬКИЙ НАЦОНАЛЬНИЙ УНВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧНО ТА ПРИКЛАДНО МЕХАНКИ
з дисципліни Деталі машин”
Розрахунок гвинтового домкрату”
Виконав: ст. гр. МВС-10-1
Перевірив: Неймірко С.Й.
Гвинтовий домкрат складається із гвинта гайки корпуса рукоятки та кріпильних деталей. Гвинт і гайка домкрата утворюють передачу гвинт-гайка яка застосовується для перетворення обертового руху у поступальний. Ведучою ланкою яка здійснює обертальний рух є гвинт. Нерухома гайка закріплена у корпусі домкрата. Передачі гвинт-гайка забезпечують великий виграш у силі простоту та компактність конструкцій але мають низький ККД та значне спрацювання деталей.
Розрахунок гвинтового домкрата
Розрахувати гвинтовий домкрат за наступними даними:
Вантажопідйомність домкрата F = 18500 Н висота підйому вантажу l = 300 мм.
Обираємо матеріал гвинта – Ст 5 гайки бронзу БрОФ10-1 корпусу домкрата СЧ15 чашки домкрата СЧ15 рукоятки – сталь40 (див. розділ 2 стор. 5-6).
Визначаємо середній діаметр різьби виходячи з розрахунку на стійкість проти спрацювання
де - коефіцієнт висоти гайки (= 12 25). Приймаємо = 14; - коефіцієнт висоти різьби. Приймаємо = 05 [q] - допустимий питомий тиск [q] = 8 МПа визначається по (табл. 2 стор. 6 сталь по бронзі). F – осьова сила діюча на гвинт та гайку (вантажопідйомна сила домкрату). Профіль різьби – трапецеїдальний. Підставляємо:
По знайденому значенню середнього діаметра d2 за ГОСТ 9484-81 приймаємо трапецеїдальну різьбу Tr 34 висоту профілю h = 3мм крок різьби р = 6мм. (див. таб. 3-11).(нша трапецеїдальна різьба вибрана у зв*язку з невиконанням умови допустимої нагрузки)
Для безпечної роботи різьби гвинта має задовольняти умові самогальмування:
Кут підйому гвинтової лінії по середньому діаметру:
де f – коефіцієнт тертя по бронзі при змащуванні (див. табл. 2 стор. 6) - кут нахилу робочої грані витка різьби. - кут нахилу робочій грані витка різьби для трапецеїдальної різьби;- для упорної різьби.
Умова самогальмування виконується оскільки . (353532)
Перевіряємо на міцність гвинт який працює на стиск та кручення за гіпотенузою найбільших дотичних напруг:
де - еквівалентна напруга для небезпечного перерізу гвинта; F і T – стискаюча сила та крутячий момент які діють в небезпечному перерізі гвинта; - допустима напруга на стиск для гвинта.
Крутний момент в небезпечному перерізі гвинта дорівнює моменту тертя у різьбі.
Для матеріалу гвинта допустима напруга на стиск = 60 МПа (див. розділ 2 стор.5) .
Конструктивно задаємося розмірами які при конструюванні можна змінювати:
Відстань вантажу від корпусу тобто максимальна відстань від вантажу до місця закладання гвинта у гайку (див. рис.1).
Визначаємо гнучкість гвинта:
де - коефіцієнт зведення довжини який залежить від засобу закріплення стержня. У даному випадку ; - мінімальний радіус інерції поперечного перерізу стержня гвинта мм.
де - момент інерції площі поперечного перерізу гвинта мм4 А – площа поперечного перерізу гвинта мм2.
По таблиці 12 для прийнятого матеріалу гвинта по визначаємо коефіцієнт пониження допустимої напруги. Він дорівнює .
Знаходимо допустиме навантаження виходячи з умови стійкості:
Розрахуємо розміри гайки.
Приймаємо z = 7 витків (див. стор. 17).
Визначаємо висоту різьбової частини гайки домкрата:
Зовнішній діаметр гайки домкрата:
де - допустима напруга при розтягу для матеріалу гайки (див. розділ 2 = = 150МПа).
Приймаємо D = 44 мм .
Висота буртика гайки:
Для стійкого положення гайки у корпусі домкрата приймаємо висоту гайки
Товщина тіла гайки має бути:
Приймаємо . Визначаємо діаметр буртика гайки виходячи з умови його міцності на зминання:
Для гайки з бронзи Бр06Ц6С3:
Приймаємо D1 = 50 мм.
Перевіряємо висоту буртика гайки на згин:
Момент гвинтової пари який прагне повернути гайку в корпусі домкрата:
Момент тертя на опорній поверхні буртика гайки що перешкоджає її повертанню:
де f – коефіцієнт полу сухого тертя бронзи по чавуну f = 015.
Коли то при роботі гайка не може провернутися в корпусі стопорний гвинт на зріз не розраховуємо.
Внутрішній діаметр чашки домкрата .
З умови міцності на зминання визначаємо діаметр опорної поверхні чашки домкрата:
де q – допустимий питомий тиск на обмеження спрацювання q = 20 Нмм2.
Висота чашки домкрата (див. підрозділ. 5.5).
Діаметр головки гвинта: .
Визначаємо довжину рукоятки виходячи з умови рівноваги моментів прикладених к гвинту:
де Т1 Т3 – моменти тертя відповідно у гвинтовій парі та спряжені чашки домкрата з гвинтом Нм.
де f – коефіцієнт тертя по бронзі – f = 009.
Момент тертя на рукоятці який створює робітник
де n1 – число робітників; n1 = 1 2; F1 – зусилля яке прикладає до рукоятки один робітник;
F1 = 200 300 Н; k – коефіцієнт який враховує незручність одночасної роботи двох робітників; k = 1 при n1 = 1 k = 08 F1 = 300 Н.
Конструктивна довжина рукоятки (див. рис.1.):
де - ширина ладоні одного чи двох робочих; .
де - допустима напруга на згин для сталі 40; = 60 70 Нмм2 .
Находимо діаметр рукоятки:
Висота корпуса домкрата мм:
Для того щоб домкрат був більш стійкий корпус його робимо конічним з похилом до основи ; .
Діаметр проточки під шайбу (див. розділ 5.3).
Внутрішній діаметр корпусу у основі:
де якщо гайка стоїть врівень у корпусі то .
Находимо зовнішній діаметр корпуса у основі виходячи із умови міцності на зминання опори на яку ставиться домкрат (опору приймаємо дерев’яну) мм:
де для дерева допустима напруга зминання .
Товщина стінки корпусу домкрату . Приймаємо .
Товщина фланця корпуса у основи .
Коефіцієнт корисної дії домкрата (ККД):
Конструювання домкрата та його деталей.
На загальному виді ставлять габаритні посадкові та установочні розміри. Габаритні розміри: висота домкрата у зборі при крайньому нижньому положенні гвинта діаметри фланця основи виліт рукоятки зовнішній діаметр чашки домкрата. На кресленні загального виду необхідно навести технічну характеристику:
Вантажопідйомність домкрата F = 18500 Н.
Висота домкрата найменша H2min = 473 мм.
Висота домкрату найбільша H2max = 773 мм.
Висота підйому вантажу l = 300 мм.
Коефіцієнт корисної дії (ККД) .
Висота домкрата у зборі: .
Перехід конусної частини домкрата у верхню циліндричну та у нижній фланець здійснюється радіусами R = 7 15 мм. Товщина корпусу у основи . Товщина стінки корпусу домкрату . Зовнішній діаметр циліндричної частини корпусу домкрата
Висота циліндричної частини корпусу:
Діаметр проточки під шайбу:
Діаметр стопорного гвинта:
Довжина стопорного гвинта:
Довжина нарізки різьби гвинта:
Діаметр болта під стопорну шайбу:
Остаточна висота головки гвинта:
Діаметр верхньої хвостової частини гвинта:
а довжина її повинна бути не менше діаметра d3 для стійкого положення чашки:
Глибина отвору чашки:
Внутрішній діаметр для чашки:
Зовнішній діаметр для конічного виконання чашки:

Гайка.cdw

Домкрат.cdw

Чашка.cdw