Учебное пособие: Расчет винтового домкрата. Расчет винтового домкрата


Расчет передачи винт-гайка на примере домкрата в Excel

Опубликовано 27 мая 2013Рубрика: Механика | 18 комментариев

Винтовая передача или передача винт-гайка широко применяется в различных машинах, механизмах и станках для преобразования вращательного движения в линейное перемещение. При этом успешно решаются сразу две задачи – получение выигрыша в силе...

...и обеспечение высокой точности перемещений.  Широкое распространение винтовой передачи обусловлено относительной простотой в изготовлении и дешевизной ее элементов при высокой несущей способности и компактности.

В этой статье будет рассмотрена методика расчета силовых ручных механизмов на основе передачи винт-гайка (пресс, домкрат, слесарные тиски, струбцина, и так далее), и предложена автоматизация этого расчета в программе Excel.

Выполним расчет винтовой передачи на примере домкрата.

Домкрат, изображенный ниже на рисунке, должен поднимать груз массой полторы тонны.

Итак, открываем в программе Excel файл программы и начинаем работу. Файл с программой можно скачать по ссылке внизу поста. Писать значения мы будем только в бирюзовые ячейки! В ячейках со светло-желтой заливкой записаны формулы, в них мы будем считывать результаты расчетов.

База данных для расчета находится на этом же листе Excel. В ней записаны различные табличные данные, которые программно будут поступать в расчет и вам не придется обращаться к справочникам. Как это реализуется в Excel при помощи функции «ИНДЕКС» я расскажу в одном из ближайших постов в рубрике «Справочник Excel». Ниже на рисунке представлен фрагмент этой базы.

Запишем осевое усилие в ньютонах (это заданная нагрузка в полторы тонны)

в ячейку D3: 15000

Выбираем тип резьбы в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C4, D4, E4: трапецеидальная

Для выбранного типа резьбы программа выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки H8 коэффициент высоты резьбы

в ячейку D5: 0,5

Из ячейки I8 — угол наклона рабочей стороны профиля резьбы в градусах

в ячейку D6: 15

Далее выбираем материалы для винта и гайки в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C7, D7, E7: сталь (закал.) / бронза

Для выбранных материалов Excel выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки K10 допускаемое удельное давление в винтовой передаче в МегаПаскалях

в ячейку D8: 12

Из ячейки L10 коэффициент трения скольжения в резьбе (со смазкой)

в ячейку D9: 0,1

Выбираем относительную высоту гайки в поле со списком, расположенном

в ячейке D10: 1,2

Программа выдает первый промежуточный результат: расчетный средний диаметр резьбы (по критерию — износостойкость) в миллиметрах, рассчитанный по формуле

в ячейке D11: =(D3/ПИ()/D8/D5/D10)^0,5 =25,8

На основании данных, полученных в предыдущем шаге, задаем наружный диаметр резьбы винта (внутренний диаметр резьбы гайки) в миллиметрах, выбирая соответствующее значение в поле со списком, расположенном

в ячейке D12: 30

Аналогично задаем шаг резьбы – тоже в миллиметрах

в ячейке D13: 3

Программа выдает второй промежуточный результат: средний диаметр резьбы в миллиметрах, который определяется по формуле

в ячейке D14: =ЕСЛИ(C4="Метрическая";D12-6/8*0,866025*D13;D12-D5*D13) =28,5

Внимание! Важный момент! Если средний диаметр резьбы в ячейке D14 окажется по какой либо причине меньше расчетного из ячейки D11, то программа «зальет» поле ячейки D14 красным цветом. Это привлечет внимание пользователя, и он должен будет изменить наружный диаметр и/или шаг резьбы так, чтобы средний диаметр по факту стал немного больше предварительного расчетного значения.

Программа предлагает рассмотреть и утвердить высоту гайки в миллиметрах, выдавая расчетное значение по формуле

в ячейке D15: =D10*D14 =34,2

Принимаем высоту гайки в миллиметрах чуть больше расчетной и пишем

в ячейку D16: 35

Далее Excel выдает нам ряд очередных промежуточных результатов расчета винтовой передачи. Число витков резьбы гайки

в ячейке D17: =D16/D13 =11,7

Угол подъема витка резьбы по среднему диаметру в градусах

в ячейке D18: =D16/D13 =1,919

Приведенный угол трения в градусах

в ячейке D19: =ATAN (D9/COS (D6/180*ПИ()))/ПИ()*180 =5,911

Проверку условия самоторможения передачи

в объединенных ячейках C20, D20, E20: =ЕСЛИ(D19>D18;"Выполняется";"Не выполняется")=Выполняется

Момент трения в резьбе в Ньютонах умноженных на миллиметр

в ячейке D21: =0,5*D3*D14*TAN (D18/180*ПИ()+D19/180*ПИ()) =29393

Далее выбираем вид трения торца винта с пятой (в нашем случае) в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C22, D22, E22: скольжение со смазкой

Для выбранного вида трения Excel выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки Q8 коэффициент трения на торце винта

в ячейку D23: 0.11

Исходя из конструктивных особенностей домкрата, задаем средний диаметр торца винта (упорного подшипника) в миллиметрах и пишем

в ячейку D24: 35

Программа рассчитывает момент трения на торце винта в Ньютонах умноженных на миллиметр

в ячейке D25: =D3*D23*D24/2 =28875

И, наконец, задаем усилие рабочего на рукоятке в Ньютонах, выбирая из поля со списком, расположенного

в ячейке D26: 200

Завершим расчет передачи винт-гайка определением размеров рукоятки и коэффициента полезного действия (КПД).

Длина рукоятки в миллиметрах

в ячейке D27: =(D21+D25)/D26 =291,3

Диаметр рукоятки в миллиметрах

в ячейке D28: =((D21+D25)/0,1/100)^0,333333333 =18,0

КПД передачи в процентах

в ячейке D29: =D3*D13/D27/D26/2/ПИ()*100 =12,3

Винтовая передача ручного домкрата полностью рассчитана. Главный недостаток передачи винт-гайка проявился «в полный рост» в конце расчета – это очень низкий КПД.

Пользуясь предложенной программой можно за несколько минут рассчитать десятки вариантов винтовых передач и выбрать самый оптимальный.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-peredachi-vint-gayka (xls 29.0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

al-vo.ru

Методическое пособие по самостоятельному выполнению студентами расчетно-графических работ, страница 3

Примечание:

Профили и основные размеры упорной и трапецеподобной резьбы приведены ниже:

5. РАСЧЕТ ВИНТОВОГО ДОМКРАТА

Рассчитать и спроектировать винтовой домкрат (рис. 5.1,а) по следующим данным:

-грузоподъёмность, Н;  - высота подъёма груза, мм; тип резьбы.

На рисунке 5.1,а изображены: 1 - корпус; 2 - гайка силовая; З - винт силовой; 4 - чашка; 5,7 - гвинт стопорный; 6 - рукоятка; 8 - шайба ограничительная.

Винтовые домкраты осуществляют подъём и опускание судовых меха­низмов (грузов) во время их проверки и в процессе монтажа. Обычный винтовой домкрат имеет чашку 4, на которую устанавливают поднимаемый груз; корпус 1, ограничительную шайбу 8, которая ограничивает полное вывинчивание из гайки силового гвинта 3. Для уменьшения сопротивления вращению винта, между головкой винта и чашкой может устанавливаться упорный подшипник. Гайка силовая 2 имеет отверстие для рукоятки.

Порядок расчёта следующий:

1.  Составляем конструктивную схему механизма и строим эпюры сил и моментов, которые действуют на винт, гайку и рукоятку (см. рис. 2.3).

Рис 2,3.

Распределение осевых и крутящих моментов по длине силового винта (эпюры осевых , и крутящих моментов)

2.  Выбираем материалы винта (см. табл. 2.1) и гайки домкрата (см. табл. 2.2), и определяем допускаемые напряжения сжатия (см. формулу (2.3): , где         - предел текучести материала винта (стали по табл. 2,1),

 - допускаемый коэффициент запаса прочности, принимается .

Таблица 2,1.  Зависимость допускаемых напряжений от марки стали

Марка стали

Пределы напряжений, МПа

Рекомендуемые значения допускаемых напряжений, МПа

прочности

текучести

усталости

40

500

270

200

162

108

216

45

500

360

240

216

144

280

50

600

300

240

180

120

240

40Х

800

640

280

384

256

512

40ХН

820

650

360

429

286

455

65Г

736

432

331

285

190

302

40ХГ

981

785

441

518

345

550

Таблица 2,2.  Механические характеристики бронзы

Марки бронзы

Пределы напряжений, МПа

прочности

текучести

усталости

БрОФ 10 -1

250

200

БрОФН 10 -1 -1

290

170

БрОЦС 6 – 6 - 3

200

90

БрОЦС 5 – 5 - 5

220

90

СЧ 20

360

3.  Принимаем конструкцию гайки сплошной (рис. 5.1,в).

4.  Определяем средний диаметр резьбы  (см.формулу 3.1): ,

где  - допускаемое рабочее давление в резьбе. Принимается для пары сталь-чугун  МПа,  для пары сталь-бронза  МПа. Коэффициент высоты гайки , принимается для сплошных гаек в пределах ,  (- высота гайки) для разъёмных гаек - . Коэффициент высоты резьбы , принимается для трапециеподобных и прямоугольных резьб , для упорных резьб .

5.  По ГОСТ 9484-81, ТОСТ 24738-81, ТОСТ 10177-82 (см. дополнение) принимаем размеры резьбы:,,,, мм из условия, чтобы средний диаметр резьбы был больше расчётного.

6. Проверяем резьбу на самоторможение.

Удобство и безопасность эксплуатации домкратов требует, чтобы резьба силового винта удовлетворяла условию самоторможения, т.е. неравенству , где  и  находим по формулам (2.1)и (2.2):

Тангенс угола подъёма средней линии развёртки резьбы:   ,(2.1).

где  - шаг резьбы,  - число заходов резьбы, - средний диаметр резьбы.

Приведенный угол трения:       ,      (2.2),

где - коэффициент трения резьбовой пары,

-  - угол наклона рабочей стороны резьбы (– для метрической резьбы, – для трапециеподобных резьб, - для упорных резьб, - для прямоугольных резьб).

7. Проверяем винт на устойчивость (продольный изгиб).

Определяем гибкость, потерю устойчивости винта при сжатии, по формуле:     

 ,   (3.3)  где допускаемые напряжения сжатия винта, определяются формулой (2,3): ,  - предел текучести материала винта (стали по табл. 2,1),   - допускаемый коэффициент запаса прочности, принимается .  - коэффициент уменьшения допускаемых напряжений сжатия винта, который зависит от гибкости винта  -  (см. табл 3.1):

Таблица 3.1 Значения коэффициента продольного изгиба винта

Гибкость

Сталь

Чугун

АВЧ-1, АВЧ-2, АКЧ-1, СЧ 20

Дюралюминий Д16

Ст3, 4, 5, 20

Ст 35, 40, 45, 50

65Г, 40Х, 40ХН

0

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

10

0,99

0,98

0,98

0,97

0,999

20

0,97

0,96

0,95

0,91

0,998

30

0,95

0,93

0,92

0,81

0,835

40

0,92

0,89

0,89

0,69

0,700

50

0,89

0,85

0,84

0,57

0,568

60

0,86

0,80

0,78

0,44

0,455

70

0,81

0,74

0,71

0,34

0,353

80

0,75

0,67

0,63

0,26

0,269

90

0,69

0,59

0,54

0,20

0,212

100

0,60

0,50

0,46

0,16

0,172

110

0,52

0,43

0,39

-

0,142

120

0,45

0,37

0,33

-

0,119

130

0,40

0,32

0,29

-

0,101

140

0,36

0,28

0,25

-

0,087

150

0,32

0,25

0,23

-

0,076

160

0,29

0,23

0,21

-

-

170

0,26

0,21

0,19

-

-

180

0,23

0,19

0,17

-

-

190

0,21

0,17

0,15

-

-

200

0,19

0,15

0,13

-

-

210

0,17

0,14

0,12

-

-

220

0,16

0,13

0,11

-

-

vunivere.ru

Расчет винтового домкрата | reshebniki-online.ru

Введение

Расчет винтового домкрата является одной из первых расчетно-конструкторской работой студента. Расчет винтового домкрата в принципе предельно прост, и в процессе расчета студенту необходимо, только контролировать получаемые значения и сопоставлять их. Очень важно в ходе выполнения расчета делать эскизы: на эскизах выполненных в масштабе видны расчетные ошибки. В расчете обязательно должны быть все рисунки с расчетными схемами, они позволяют получить полное представление о расчетных схемах. Чертежи домкрата вычерчиваются после утверждения преподавателем расчета. Все чертежи вычерчиваются на стандартных форматах в масштабе 1:1 или 1:2 на одном листе формата А1 или двух формата А2. Очень удобно выбирать один масштаб для всех чертежей, но делать это не обязательно. С начала надо выполнять чертеж общего вида, а затем всех деталей, кроме стандартных.

Расчет домкрата

Задание № 10.

Тип А;

Грузоподъемность, тон – 3,5;

Тип резьбы – трап;

Материал винта – Сталь 5;

Высота подъема, мм – 140.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 5, предел текучести МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

Напряжения

.

Откуда

.

Коэффициент запаса

.

Допускаемое напряжение сжатия

мПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

.

Тогда критическая сила

н.

По формуле Эйлера

.

Коэффициент приведения

.

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

.

Получаем из формулы Эйлера

м.

3. Назначение размеров винта

Принимаем резьбу упорную УП 28х5 по ГОСТ 10177-62

Параметры резьбы:

Наружный диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр гайки, мм ;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

Шаг, мм .

Угол подъема резьбы

,

.

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм,

мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

Момент резьбы (винтовой пары)

.

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

,

.

Тогда

н∙м.

Момент трения под коронкой

.

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

.

Тогда

н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

н∙м.

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

мПа.

Напряжения кручения

мПа.

Приведенное напряжение

мПа.

Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

,

где - сила рабочего и плечо рукоятки.

Примем

н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

н∙м.

Напряжение изгиба

.

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

.

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

мПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

мПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Проверим основное сечение головки на сжатие

мПа.

Удельное давление под коронкой

мПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

.

Откуда

.

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

мПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

.

Откуда

.

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

мПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

.

Принимаем допускаемое напряжение среза

мПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

н∙м.

Напряжения изгиба

.

Приняв допускаемые напряжения изгиба

мПа.

Получаем

м.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Высоту гайки следует назначить примерно от до .

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

.

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

.

Где ширина рабочей поверхности витка

мм.

Получаем

мПа.

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 8 мПа, допускается до 13 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

,

где - толщина витка у основания

м.

Напряжения среза

мПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

мПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

,

где - суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Таблица 1. Нормальные линейные размеры по ГОСТ 6636-69

Ряды Ряды Ряды
Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*) Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*) Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*)
10 10 10

10

10,5

10,2

10,5

40 40 40

40

42

41

44

160 160 160

160

170

165

175

11

11

11,5

11,2

11,8

45

45

48

46

49

180

180

190

185

195

12 12

12

13

12,5

13,5

50 50

50

53

52

55

200 200

200

210

205

215

14

14

15

14,5

15,5

56

56

60

58

62

220

220

240

230
16 16 16

16

17

16,5

17,5

63 63 63

63

67

65

70

250 250 250

250

260

270

290

18

18

19

18,5

19,5

71

71

75

73

78

280

280

300

310

315

20 20

20

21

20,5

21,5

80 80

80

85

80

82

320 320

320

340

330

350

22

22

24

23 90

90

95

92

98

360

360

380

370

390

25 25 25

25

26

27 100 100 100

100

105

102

108

400 400 400

400

420

410

440

28

28

30

29

31

110

110

120

112

115

450

450

480

460

490

32 32

32

34

33

35

125 125

125

130

118

135

500 500

500

530

515

545

36

36

38

37

39

140

140

150

145

155

560

560

600

580

615

*) Дополнительные размеры (Д.р.), приведенные в таблице, допускается применять в отдельных технически обоснованных случаях.

Таблица 2. Резьба трапециидальная по ГОСТ 9484-60

Размеры в мм. Резьба обозначается буквами Трап, наружным диаметром винта и шагом. Например: Трап 40Х6.

Диаметр резьбы винта

Шаг

Диаметр резьбы гайки

Наружный

Внутренний

Наружный

Внутренний

1 ряд 2 ряд 3 ряд
20 15,5 4 20,5 16
22 16 5 23 17
24 18 5 25 19
26 20 5 27 21
28 22 5 29 23
30 23 5 31 24
32 25 6 33 26
34 27 6 35 28
36 29 6 37 30
38 31 6 39 32
40 33 6 41 34
42 35 6 43 36
44 37 8 45 38
46 39 8 47 40
48 41 8 49 42
50 43 8 51 44
52 46 8 53 47
55 51 8 56 52

При выборе диаметров резьбы, следует предпочитать первый ряд второму, второй ряд третьему.

Расчет домкрата

Тип 1;

Грузоподъемность, тон – 3,2;

Тип резьбы – кв;

Материал винта – Сталь 4;

Высота подъема, мм – 140.

Рис.1-Общий вид домкрата.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 4, предел текучести МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

Напряжения

.

Откуда

.

Коэффициент запаса

.

Допускаемое напряжение сжатия

МПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

.

Тогда критическая сила

Н.

По формуле Эйлера

.

Коэффициент приведения

.

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

.

Получаем из формулы Эйлера

мм.

.

3. Назначение размеров винта

Рис.2-Резьба квадратная.

Параметры резьбы:

Премем: мм.

Наружный диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр гайки, мм ;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

Шаг, мм .

Угол подъема резьбы

,

.

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм,

мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

Рис.3-Изображение направления моментов.

Момент резьбы (винтовой пары)

.

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

,

.

Тогда

Н∙м.

Момент трения под коронкой

.

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

.

Тогда

Н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

Н∙м.

Момент сил трения в шарикодшипнике

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

МПа.

Напряжения кручения

МПа.

Приведенное напряжение

МПа.

Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

,

где - сила рабочего и плечо рукоятки.

Примем

Н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

Н∙м.

Напряжение изгиба

.

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

.

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

МПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

МПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Рис.4-Срез головки винта.

Проверим основное сечение головки на сжатие

МПа.

Удельное давление под коронкой

МПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Рис.5-Срезы стенки и бурта гайки.

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

.

Откуда

.

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

МПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

.

Откуда

.

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

МПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

.

Принимаем допускаемое напряжение среза

МПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

Н∙м.

Напряжения изгиба

.

Приняв допускаемые напряжения изгиба

МПа.

Получаем

mm.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Рис.6-Изображение напряжения среза в основании витка гайки.

Высоту гайки следует назначить примерно от до .

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

.

Округляем до

Нагрузка на один виток

Н.

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

МПа.

Получаем

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 12 мПа, допускается до 15 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

,

где - толщина витка у основания

м.

Напряжения среза

МПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

МПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

,

где - суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Высота головки винта

мм

11.Подбор шарикоподшипника

В соотвейтвием с заданой грузоподемностью 32000 Н принят шарикоподшипник упорный 8107 d=35 мм , D=52мм, H =12мм, допускаемая статическая нагрузка 37200 Н.

12

reshebniki-online.ru

6. Пример расчета домкрата

Грузоподъемность Н.

Высота подъема мм.

1. Определяем средний диаметр резьбы d2 по условию износостойкости (формула 4.2)

ммм.

На основе рекомендаций принимаем коэффициент высоты гайки ΨН=2; коэффициент высоты резьбы Ψh=0,75 (резьба упорная)

=10 МПа (для пары «незакаленная сталь-бронза»).

2. Рассчитываем минимальный внутренний диаметр резьбы из условия прочности тела винта (формула 4.4)

==0,0278 м = 27,8 мм,

=117 МПа, принимаем материал винта сталь 40Х.

3. Определяем минимальный внутренний диаметр резьбы из условия устойчивости тела винта (формула 4.7)

ммм,

П=2,82 при μ=1–винт с одной опорой и направлением в гайке, т.е. шарнирное закрепление концов;

l=+3=300+3×27,8=383,4 мм;

коэффициент запаса устойчивости принимаем S=3,5.

4. По ГОСТ 10177-82 (приложение 2) подбираем стандартную упорную резьбу

Из условия ≥27,8, а≥ 32,6 принимаем резьбуS40×6 у которой:

– наружный диаметр – 40 мм;

– средний диаметр – 35,5 мм;

– внутренний диаметр – 29,586 мм;

– шаг Р = 6 мм

Проверяем выполняется ли для выбранной резьбы условие самоторможения Ψ<φ.

Угол подъема резьбы на среднем диаметре

== 30 5’.

Угол трения ==50 43’ (для смазанного винта коэффициент трения )

30 5’ < 50 43’ – условие выполнено.

5. Проверяем прочность выбранного винта по приведенному (эквивалентному) напряжению в материале винта (формула 4.3)

,

,

W=0,2∙0,0296=0,0000051 м3,

,

=90,56 МПа ;=117 Мпа.

Таким образом, эквивалентное напряжение 90,56 МПа меньше допустимого =117 Мпа.

6. Принимаем материал гайки «бронза» и выполняем проверочный прочностной расчет резьбы гайки:

6.1 Принимаем высоту гайки

Н = 10∙Р = 10∙6 = 60 мм

и по формуле 4.1 сравниваем фактическое напряжение смятия на рабочей поверхности с допустимым [σсм]=10 МПа (по условию невыдавливания смазки),

.

Условие σсм≤[σсм] выполнено.

6.2 Проверяем высоту гайки Н на срез витков по формуле (4.5)

; =20…25 МПа,

.

Напряжения среза витков =13,98 МПа, что меньше допустимого значения 20…25 МПа для бронзовых гаек.

6.3 Проверяем напряжение изгиба в резьбе гайки по формуле

; = 27…34 МПа для бронзы;

где в = К∙Р = 0,73∙6 = 4,38 мм;

h = (d – d’1)/2, при внутреннем диаметре гайки d’1=32 мм h =4,5 мм

.

Напряжение изгиба в резьбе не превышает допустимых значений.

7. Определяем наружный диаметр гайки, приняв =30 МПа, по формуле

==61 мм.

Принимаем в соответствии с нормальными линейными размерами (ГОСТ6636-81 приложение 7) De = 63 мм.

Конструктивно ширина бурта 1,25толщины стенки гайки (63-40)/2∙1,25=14,5 мм, а диаметр бурта Dб = 63+14,5∙2 = 92 мм. Высота бурта 1,7 толщины стенки hб = 1,7∙14,5 = 24,65 мм; корректируем в соответствии с рядом нормальных размеров и окончательно принимаем hб = 25 мм.

Выбираем размеры домкрата:

– диаметр головки винта домкрата ,

– диаметр хвостовика ,

– диаметр отверстия в головки винта под рукоятку

,

Из технологических соображений принимаем ,

– длина нарезки винта ,

– высота корпуса при =10 мм,

.

Толщина стенки литого чугунного корпуса 6÷12 мм, если корпус сварной, то толщина стенки определяется толщиной стенки трубы. При толщине стенки менее 6 мм необходим проверочный расчет на прочность. В данном примере принимаем толщину стенки литого чугунного корпуса 10 мм.

8 Выполняем сборочный чертеж домкрата с выноской номинальных размеров профилей резьбы винта и гайки (приложение 3). Составляем спецификацию (приложение 4).

studfiles.net

Расчет винтового домкрата

Расчет домкрата

Тип 1;

Грузоподъемность, тон – 3,2;

Тип резьбы – кв;

Материал винта – Сталь 4;

Высота подъема, мм – 140.

Рис.1-Общий вид домкрата.1. Расчет винта на прочностьМатериал винта Сталь 4, предел текучести  МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

Напряжения

.

Откуда.

Коэффициент запаса

.

Допускаемое напряжение сжатия

 МПа.

Внутренний диаметр резьбы

 мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

.Тогда критическая сила

 Н.

По формуле Эйлера

.

Коэффициент приведения

.

Расчетная длина винта

 мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

.

Получаем из формулы Эйлера

 мм.

.

3. Назначение размеров винта

Рис.2-Резьба квадратная.Параметры резьбы:

Премем:              мм.

Наружный диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр гайки, мм ;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

Шаг, мм .

Угол  подъема резьбы

,

.

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

 мм,

 мм.

Приняты диаметры

 мм,

 мм.

Фаска на головке

 мм.

4. Определение вращающих моментов

Рис.3-Изображение направления моментов.Момент резьбы (винтовой пары)

.

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

,

.

Тогда

 Н∙м.

Момент трения под коронкой

.

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

.

Тогда

 Н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

 Н∙м.

Момент  сил трения в шарикодшипнике

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

 МПа.

Напряжения кручения

 МПа.

Приведенное напряжение

 МПа.

Найденное напряжение  не представляет опасности, так как оно ниже  принятого в п. 1  мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

,

где  - сила рабочего и  плечо рукоятки.

Примем

 Н.

Необходимое плечо

 м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

 Н∙м.

Напряжение изгиба

.

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

.

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

 МПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

 МПа.

Диаметр рукоятки

 м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

 мм.

7. Проверка головки

Рис.4-Срез головки винта.Проверим основное сечение головки на сжатие

 МПа.

Удельное давление под коронкой

 МПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Рис.5-Срезы стенки и бурта гайки.Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

.

Откуда

.

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

 МПа.

Тогда

 м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

 мм.

Диаметр бурта  определяется из расчета на смятие. Обозначим через  размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

.

Откуда

.

Принимаем размер фаски

 мм.

Допускаемое напряжение смятия

 МПа.

Диаметр бурта

 м.

Принято

 мм.

Высоту бурта  можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

.

Принимаем допускаемое напряжение среза

 МПа.

И найдем

 м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

 м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

 Н∙м.

Напряжения изгиба

.

Приняв допускаемые напряжения изгиба

 МПа.

Получаем

 mm.

Принято

 мм.9. Проверочный расчет резьбы гайки

Рис.6-Изображение напряжения среза в основании витка гайки.Высоту гайки  следует назначить примерно от  до .

Принимаем

 мм.

Округляем до

 мм.

Число витков резьбы

.

Округляем до

Нагрузка на один виток

 Н.Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

МПа.Получаем

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 12 мПа, допускается до 15 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

,

где  - толщина витка у основания

 м.

Напряжения среза

 МПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

 МПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

 мм.

Высота корпуса

,

где  - суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

 мм.

Тогда

 мм.

Принято

 мм.

Высота головки винта

мм

  11.Подбор шарикоподшипника

В соотвейтвием с заданой грузоподемностью 32000 Н принят шарикоподшипник упорный 8107  d=35 мм , D=52мм, H =12мм, допускаемая статическая нагрузка 37200 Н.

www.coolreferat.com

Пример расчета передача винт гайка.

Задача.

Рассчитать винт и гайку винтового домкрата грузоподъемностью F=40 кН для подъема груза на высоту L=500 мм.

Решение.

Назначаем материалы для винта — сталь 45 и для гайки — бронза БрОЦС6-6-3. Примем квадратную однозаходную правую резьбу.

Для определения среднего диаметра резьбы винта и гайки d2 из расчета резьбы на износостойкость примем отношение высоты гайки к среднему диаметру резьбы k=H/d2=1,6 и допускаемое давление для резьбы [q]=10 МПа. Тогда

Размеры резьбы. Высота профиля резьбы по формуле

Наружный диаметр резьбы по формуле

Внутренний диаметр резьбы по формуле

Шаг резьбы по формуле

Ход резьбы Ph (число заходов резьбы n=1) по формуле

Из формулы

и, следовательно, угол подъема резьбы ψ=3°40′.

Коэффициент трения стали по бронзе при слабой смазке примем ƒ=0,1 Значит, tg φ=0,1 и угол трения φ=5°50′. Условие самоторможения винта домкрата обеспечено, так как ψ<φ.

Проверим винт на прочность по формуле

Крутящий момент в опасных поперечных сечениях винта домкрата (на участке от гайки до рукоятки) по формуле

Для стали 45 предел текучести по ГОСТ 1050-60 σт=360 МПа. Допускаемое напряжение на сжатие для винта по формуле

Эквивалентное напряжение по формуле

т. е. прочность винта выше требуемой. Рис. 1

Коэффициент приведения длины винта μ=2 (см. рис. 1), так как винт можно считать стойкой с нижним защемленным концом. Приведенный момент инерции площади сечения винта по формуле

Радиус инерции площади сечения винта по формуле

Гибкость винта λ=μl/i=2×500/9,62=104, т. е. формула Эйлера применима.

Критическая сила (рассматриваем винт как стержень с одним жестко закрепленным н другим свободным концом)

Допускаемая сила

где допускаемый коэффициент запаса устойчивости [sy]=4.

Устойчивость винта обеспечена, так как действующая сила F=40 кН меньше допускаемой [F]=49 кН.

Перейдем к расчету гайки. Примем допускаемые напряжения гайки на растяжение и смятие [σp]=[σсм]=40 МПа, на срез [τc]=22,5 МПа. Высота гайки по формуле

Наружный диаметр гайки по формуле

Наружный диаметр фланца гайки по формуле

Толщина фланца по формуле

www.metiz-krepej.ru

Учебное пособие - Расчет винтового домкрата

Введение

Расчет винтового домкрата является одной из первых расчетно-конструкторской работой студента. Расчет винтового домкрата в принципе предельно прост, и в процессе расчета студенту необходимо, только контролировать получаемые значения и сопоставлять их. Очень важно в ходе выполнения расчета делать эскизы: на эскизах выполненных в масштабе видны расчетные ошибки. В расчете обязательно должны быть все рисунки с расчетными схемами, они позволяют получить полное представление о расчетных схемах. Чертежи домкрата вычерчиваются после утверждения преподавателем расчета. Все чертежи вычерчиваются на стандартных форматах в масштабе 1:1 или 1:2 на одном листе формата А1 или двух формата А2. Очень удобно выбирать один масштаб для всех чертежей, но делать это не обязательно. С начала надо выполнять чертеж общего вида, а затем всех деталей, кроме стандартных.

Расчет домкрата

Задание № 10.

Тип А;

Грузоподъемность, тон – 3,5;

Тип резьбы – трап;

Материал винта – Сталь 5;

Высота подъема, мм – 140.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 5, предел текучести МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

Напряжения

.

Откуда

.

Коэффициент запаса

.

Допускаемое напряжение сжатия

мПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

.

Тогда критическая сила

н.

По формуле Эйлера

.

Коэффициент приведения

.

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

.

Получаем из формулы Эйлера

м.

3. Назначение размеров винта

Принимаем резьбу упорную УП 28х5 по ГОСТ 10177-62

Параметры резьбы:

Наружный диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр гайки, мм ;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

Шаг, мм .

Угол подъема резьбы

,

.

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм,

мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

Момент резьбы (винтовой пары)

.

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

,

.

Тогда

н∙м.

Момент трения под коронкой

.

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

.

Тогда

н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

н∙м.

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

мПа.

Напряжения кручения

мПа.

Приведенное напряжение

мПа.

Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

,

где — сила рабочего и плечо рукоятки.

Примем

н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

н∙м.

Напряжение изгиба

.

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

.

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

мПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

мПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Проверим основное сечение головки на сжатие

мПа.

Удельное давление под коронкой

мПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

.

Откуда

.

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

мПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

.

Откуда

.

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

мПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

.

Принимаем допускаемое напряжение среза

мПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

н∙м.

Напряжения изгиба

.

Приняв допускаемые напряжения изгиба

мПа.

Получаем

м.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Высоту гайки следует назначить примерно от до .

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

.

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

.

Где ширина рабочей поверхности витка

мм.

Получаем

мПа.

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 8 мПа, допускается до 13 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

,

где — толщина витка у основания

м.

Напряжения среза

мПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

мПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

,

где — суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Таблица 1. Нормальные линейные размеры по ГОСТ 6636-69

Ряды Ряды Ряды
Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*) Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*) Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Д.р.*)
10 10 10

10

10,5

10,2

10,5

40 40 40

40

42

41

44

160 160 160

160

170

165

175

11

11

11,5

11,2

11,8

45

45

48

46

49

180

180

190

185

195

12 12

12

13

12,5

13,5

50 50

50

53

52

55

200 200

200

210

205

215

14

14

15

14,5

15,5

56

56

60

58

62

220

220

240

230
16 16 16

16

17

16,5

17,5

63 63 63

63

67

65

70

250 250 250

250

260

270

290

18

18

19

18,5

19,5

71

71

75

73

78

280

280

300

310

315

20 20

20

21

20,5

21,5

80 80

80

85

80

82

320 320

320

340

330

350

22

22

24

23 90

90

95

92

98

360

360

380

370

390

25 25 25

25

26

27 100 100 100

100

105

102

108

400 400 400

400

420

410

440

28

28

30

29

31

110

110

120

112

115

450

450

480

460

490

32 32

32

34

33

35

125 125

125

130

118

135

500 500

500

530

515

545

36

36

38

37

39

140

140

150

145

155

560

560

600

580

615

*) Дополнительные размеры (Д.р.), приведенные в таблице, допускается применять в отдельных технически обоснованных случаях.

Таблица 2. Резьба трапециидальная по ГОСТ 9484-60

Размеры в мм. Резьба обозначается буквами Трап, наружным диаметром винта и шагом. Например: Трап 40Х6.

Диаметр резьбы винта

Шаг

Диаметр резьбы гайки

Наружный

Внутренний

Наружный

Внутренний

1 ряд 2 ряд 3 ряд
20 15,5 4 20,5 16
22 16 5 23 17
24 18 5 25 19
26 20 5 27 21
28 22 5 29 23
30 23 5 31 24
32 25 6 33 26
34 27 6 35 28
36 29 6 37 30
38 31 6 39 32
40 33 6 41 34
42 35 6 43 36
44 37 8 45 38
46 39 8 47 40
48 41 8 49 42
50 43 8 51 44
52 46 8 53 47
55 51 8 56 52

При выборе диаметров резьбы, следует предпочитать первый ряд второму, второй ряд третьему.

Расчет домкрата

Тип 1;

Грузоподъемность, тон – 3,2;

Тип резьбы – кв;

Материал винта – Сталь 4;

Высота подъема, мм – 140.

Рис.1-Общий вид домкрата.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 4, предел текучести МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

Напряжения

.

Откуда

.

Коэффициент запаса

.

Допускаемое напряжение сжатия

МПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

.

Тогда критическая сила

Н.

По формуле Эйлера

.

Коэффициент приведения

.

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

.

Получаем из формулы Эйлера

мм.

.

3 . Назначение размеров винта

Рис.2-Резьба квадратная.

Параметры резьбы:

Премем: мм.

Наружный диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр винта, мм ;

Внутренний диаметр гайки, мм ;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

Шаг, мм .

Угол подъема резьбы

,

.

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм,

мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

Р ис.3-Изображение направления моментов.

Момент резьбы (винтовой пары)

.

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

,

.

Тогда

Н∙м.

Момент трения под коронкой

.

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

.

Тогда

Н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

Н∙м.

Момент сил трения в шарикодшипнике

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

МПа.

Напряжения кручения

МПа.

Приведенное напряжение

МПа.

Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

,

где — сила рабочего и плечо рукоятки.

Примем

Н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

Н∙м.

Напряжение изгиба

.

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

.

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

МПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

МПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Рис.4-Срез головки винта.

Проверим основное сечение головки на сжатие

МПа.

Удельное давление под коронкой

МПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Рис.5-Срезы стенки и бурта гайки.

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

.

Откуда

.

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

МПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

.

Откуда

.

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

МПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

.

Принимаем допускаемое напряжение среза

МПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

Н∙м.

Напряжения изгиба

.

Приняв допускаемые напряжения изгиба

МПа.

Получаем

mm.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Рис.6-Изображение напряжения среза в основании витка гайки.

Высоту гайки следует назначить примерно от до .

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

.

Округляем до

Нагрузка на один виток

Н.

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

МПа.

Получаем

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 12 мПа, допускается до 15 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

,

где — толщина витка у основания

м.

Напряжения среза

МПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

МПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

,

где — суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Высота головки винта

мм

11.Подбор шарикоподшипника

В соотвейтвием с заданой грузоподемностью 32000 Н принят шарикоподшипник упорный 8107 d=35 мм, D=52мм, H =12мм, допускаемая статическая нагрузка 37200 Н.

12

www.ronl.ru


Смотрите также