Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Міністерство освіти і науки України
Національний університет харчових технологій
Кафедра ТМ і ПТ
Розрахунково-графічна робота №1
з дисципліни Деталі машин
на тему:
Розрахунок і проектування вантажних гвинтових пристроїв
(Пояснювальна записка)
Розробила:
ст. гр. М-3-9
Юрченко Н.В.
Консультант:
Валіулін Г.Р.
Київ 2006
Зміст:
Вступ
1.Розрахунок і проектування вантажного гвинта
1.1 Розрахунок вантажного гвинта;
1.2 Визначення місця небезпечного перерізу;
1.3 Визначення внутрішнього діаметру і параметрів нарізки;
1.4 Перевірка умови самогальмування;
1.5 Перевірка вантажних гвинтів на стійкість;
1.6 Перевірка вантажного гвинта на міцність;
1.7 Розроблення конструкції вантажного гвинта;
2.Розрахунок і проектування вантажної гайки
2.1 Вибір матеріалу;
2.2 Вибір матеріалу вантажних гвинтів;
2.3 Визначення зовнішніх розмірів гайки;
3.Розрахунок і проектування рукоятки
3.1 Вибір матеріалу;
3.2 Визначення довжини;
3.3 Визначення діаметру;
4.Визначення ККД вантажогвинтового пристрою
Список використаної літератури
Вступ
Гвинтовий механізм призначено для вівдведення і включення муфти приводу. Вантажний гвинт 3 вмонтовано в корпус 5. Під час обертання штурвала 1 рух через шпонку передається вантажному гвинту 3, зафіксованому в осьовому напрямку в правому підшипнику з допомогою двох підп’ятників (буртик і кільцева шайба 2). Лівий підшипник не сприймає на себе осьового навантаження.
Під час обертання вантажного гвинта 3 гайка 4 одержує осьове переміщення і передає рух на тяги 6, які переключають муфту.
Такі механізми викроистовуються у металорізальних верстатах для реалізації поступального руху. А також у механічних лобових та інших варіаторах швидкості лдя зміни місця розташування ведучої або середньої ланки.
1.Розрахунок і проектування вантажних гвинтів
1.1 Визначення місця розташування небезпечного перерізу
Для чіткості уявлення про характер навантаження гвинта, місце розташування небезпечних перерізів, а також для перевіркового розрахунку гвинта потрібно побудувати епюри навантаження гвинта.
1.2 Вибір матеріалу вантажних гвинтів
Вибираємо Сталь 3, для якої границя текучості
(додаток 3 (література 1))
1.3 Визначення параметрів нарізки
Визначаємо параметри гвинта. Поскільки гвинт зламається в самому тонкому місці в першу чергу, то ми всі параметри визначаємо по внутрішньому діаметру . Якщо витримає, то всі інші діаметри точно витримають.
Сам гвинт працює на стиск:
(1),
де - осьове навантаження, яке задане у завданні: ;
- площа поперечного перерізу: .
- допустиме навантаження: ,
де - коефіцієнт запасу міцності (додаток 4 (література 1))
Тоді
.
Підставивши всі ці дані у формулу (1) знаходимо внутрішній діаметр :
,
де - коефіцієнт кручення, який враховує, що гвинт піднімається і крутиться:
Ми отримали і тепер підбираємо параметри нарізки у відповідності з ДСТУ, враховуючи вид нарізки (трикутна різьба ) (література 2) .
Приймаємо: ; ; ; .
1.4 Перевірка умови самогальмування
Для безпечного використання вантажних гвинтових пристроїв, а також для зручності їх експлуатації нарізка гвинта повинна задовольняти умовам самогальмування
,
де - кут підйому гвинтової лінії нарізки за середнім діаметром:
;
- зведений кут тертя нарізки:
,
де - коефіцієнт тертя між нарізкою і гайкою. Задаємося матеріалом гайки – бронза. Тоді
(додаток 5 (література 1));
- кут нахилу робочої грані витка;
Отже 5,911>2,877- умова самогальмування виконується.
1.5 Перевірка вантажного гвинта на міцність
Небезпечний переріз гвинта перевіряємо на міцність за четвертою теорією міцності:
,
де - дійсне напруження стиску в небезпечному перерізі:
,
де - внутрішній діаметр гвинта в небезпечному перерізі;
- напруження кручення в небезпечному перерізі:
,
де для розрахунку потрібно знайти крутний момент , який у загальному випадку дорівнює моментові , прикладеному до рукоятки гвинта:
,
де - момент у нарізці:
- момент тертя для кільцевої опорної поверхні гвинта
,
де D0,d0 – зовнішній і внутрішній діаметри кільцевої опорної поверхні.
;
а отже умова міцності виконується.
1.6 Розроблення конструкції вантажного гвинта
Під час розроблення конструкції вантажного гвинта орієнтовно рекомендуються такі розміри елементів:
2.Розрахунок і проектування вантажної гайки
а)вибір матеріалу.
Визначаємо матеріал для виготовлення гайки: бронза (АЖ4)
б)вибір матеріалу вантажних гвинтів.
В основному гайки виготовляють круглими, виточеними з буртиками для опори на корпус. Конструкцію вантажної гайки показано на рисунку:
Висота гайки:
,
де Р – крок нарізки, Р=6
z – число витків нарізки в гайці.
Число витків нарізки в припущенні рівномірного розподілу навантаження по витках визначають із таких умов:
1. Умова стійкості проти спрацювання (невидавлювання мастила між витками гвинта і гайки) або обмеження розподіленого тиску на площині
,
де q – розрахунковий питомий тиск: ,
де – осьове навантаження, задане у завданні:;
- кількість витків, яку потрібно нам знайти;
S – площа поперечного перерізу:;
- допустимий розподілений тиск, величина якого залежно від матеріалу гвинта і вантажної гайки наведена в додатку 7 (література 1):
тоді ,
звідки
;
2.Умова міцності витків на зріз по небезпечному перерізу
,
звідси
,
де ,
- границя текучості наведена в додатку 6 (література 1):
,
;
,
- коефіцієнт повноти нарізки (для трикутної нарізки =0,65 ),
.
Тоді
.
Приймаємо .
Тепер, коли ми знаємо кількість зубців (z=6), ми можемо знайти висоту гайки:
.
У зв’язку з тим, що одинадцятий виток гайки практично не сприймає навантаження, число витків гайки не рекомендується брати більшим за 10.
Для кращого напрямлення гвинта у вантажній гайці число витків беруть не меншим за 4, тобто рекомендоване число витків:
.
в) визначення зовнішніх розмірів гайки.
Зовнішній діаметр гайки визначаємо з умови міцності на розтяг силою з урахуванням кручення моментом в нарізці :
,
звідки
,
де - коефіцієнт кручення, який враховує, що гвинт піднімається і крутиться: ;
- допустиме напруження на розтяг для матеріалу гайки:
-для бронзових гайок
де - коефіцієнт запасу міцності,(додаток 4(література 1)),
.
Тоді
.
За умов виконання нарізки і складання конструкції товщина тіла гайки повинна бути більша глибини нарізки:
,
, , .
Діаметр буртика гайки визначається з умови зминання:
,
де - допустиме напруження на зминання для матеріалу гайки.
,
Тоді
.
Висота буртика гайки визначається з умови зрізу:
,
де визначаються за тими самими співвідношеннями, що й при розрахунках числа витків гайки.
Виходячи з конструктивних міркувань вважаємо, що .
3.Розрахунок і проектування рукоятки
а) вибір матеріалу
Наша рукоятка буде виготовлена зі Ст5.
б) визначення довжини
Розрахункову довжину рукояток визначають з умов рівності суми моментів:
,
де - крутний момент, прикладений робітником:
,
де - зусилля робітника ();
- розрахункова довжина рукоятки;
- крутний момент, необхідний для підйому вантажу і подолання
моменту сил тертя в нарізці:
(ми вже попередньо визначили, що );
- крутний момент для подолання моменту сил тертя на опорній кільцевій площині чашки ( - за попередніми розрахунками).
Так можна визначити розрахункову довжину рукоятки:
.
в)визначення діаметру
Діаметр рукоятки визначають з умови її міцності на згин в небезпечному перерізі:
,
звідки
,
де , ,
Тоді
.
4.Визначення ККД вантажогвинтового пристрою
Коефіцієнт корисної дії при створенні зусилля
,
де - корисна робота за один оберт гвинта:
,
- робота, витрачена за один оберт гвинта:
.
Тоді
ККД вантажного гвинтового пристрою завжди менше ККД гвинтової пари,тому що ККД гвинтового пристрою відтворює не тільки витрати в нарізці,а ще й витрати на тертя опорного кінця гвинта. 0,185≤0,3 -умова виконується.
У різноманітних конструкціях вантажних гвинтових пристроїв застосовуються деталі, що значно відрізняються одна від одної як за призначенням, так і за конструктивним виконанням (корпуси, тяги, осі, кронштейни, траверси та ін.). переріз і конфігурацію таких деталей приймають конструктивно, тому що під час розрахунків на міцність одержують невеликі величини перерізів.
Список використаної літератури
1.Деталі машин: Метод.вказівки до виконання розрахунк.-граф.роботи №1 “Розрахунок і проектування вантажних гвинтових пристроїв” з використ.персон.ЕОМ для студ.спец..0902”Інженерна механіка” ден.форми навчання/Уклад.:Г.П.Кудрявцев, А.П.Беспалько, М.В.Якимчук.-К.:УДУХТ,2000.-44 с.;
2.Анурьев В.М.Справочник конструктора машиностроителя,1-3т..-М:Машиностроения,1982.;
3.Власний конспект.
2
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
4
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
рк.
Зм.
.юн.
7
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
5
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
6
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
8
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
9
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
10
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
11
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
3
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
12
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
14
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.
13
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
.юн.