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
Зміст
I. Мета і завдання роботи
II. Короткий опис вантажного гвинтового пристрою
III. Розрахунок і проектування вантажних гвинтів
1.Матеріали вантажних гвинтів
2.Розрахунок вантажних гвинтів
3.Визначення місця розташування небезпечного перерізу гвинта
4.Визначення внутрішнього діаметра і параметрів нарізки гвинта
5.Перевірка умови самогальмування
6.Розроблення конструкції вантажного гвинта
7.Перевірка вантажних гвинтів на стійкість
8.Перевірка вантажних гвинтів на міцність
IV. Розрахунок і проектування вантажних гайок
1.Матеріал вантажних гайок
2.Розрахунок вантажних гайок
3.Визначення висоти вантажної гайки
4.Визначення зовнішніх розмірів вантажних гайок
V. Розрахунок і проектування рукояток
1.Матеріал рукояток
2.Визначення довжини рукояток
3.Визначення діаметра рукояток
VI. Визначення ККД вантажогвинтового пристрою
VII. Стопорні гвинти
VIII. Інші деталі гвинтових пристроїв
IX. Список використаної літератури
Мета і завдання роботи
Мета і завдання роботи: ознайомитися з конструкцією вантажного гвинтового пристрою (домкрат монтажний);опанувати методику складання простих розрахункових схем деталей гвинтових пристроїв, інженерні методи розрахунку і методику проектування на прикладі простих машинобудівних конструкцій, до яких належать вантажні гвинтові пристрої; виконати креслення загального виду конструкції вантажного гвинтового пристрою.
Вихідні дані
Осьове навантаження – 6∙104 Н
Переміщення гвинта – 680мм
Тип нарізки - упорна
Короткий опис вантажного гвинтового пристрою
(домкрат монтажний);
Гвинтові домкрати належать до вантажопідйомних механізмім.Вони призначені для піднятя вантажів масою до 100 кН на невелику висоту (до 100 мм) і використовуються здебільшого під час ремонтно-монтажних робіт.
Домкрат монтажний
Складові частини домкрату монтажного:
1.Чашка.
2.Рукоятка.
3.Вантажний гвинт.
4.Гайка.
5.Стопорний гвинт.
6.Корпус.
Всі складові частини домкрату стальні,( окрім корпусу; корпус виготовлено з
чавуну).
Розрахунок і проектування вантажних гвинтів
Матеріали вантажних гвинтів
Вантажні гвинти виготовляють з матеріалу, який добре обробляється і має достатню твердість для підвищення стійкості проти спрацювання.
У ручних вантажних гвинтових пристроях вантажні гвинти здебільшого виготовляють із сталей марок: Ст5, Ст3, сталь 40, сталь 45.
Для нашого випадку візьмемо матеріал Ст5.
Розрахунок вантажних гвинтів
Для розрахунку вантажного гвинта необхідно знати величину, напрямок і точку прикладання навантаження, що діє на гвинт.
Визначення місця розташування небезпечного перерізу гвинта
Для чіткості уявлення про характер навантаження гвинта, місце розташу вання небезпечних перерізів, а також для перевіркового розрахунку гвинта потрібно побудувати епюри навантаження гвинта.
На ділянці ас стиснутий осьовою силою F (від маси вантажу, що підіймається)
У припущенні рівномірного розподілу навантаження на витках нарізки гайки на ділянці cd сила F буде лінійно зменшуватися до нуля. При побудові епюри крутних моментів враховується, що на ділянці ab гвинт скручується моментом Тт., який витрачається на подолання сил тертя між опорною поверхнею чашки і головкою гвинта. Ділянка bc скручується моментом Тнар в нарізці, а потім цей момент зменшується на ділянці cd лінійно до нуля. Ділянка гвинта de не зазнає ніяких деформацій . Із характеру епюр видно, що небезпечні перерізи розташовані на ділянці bc, де гвинт одночасно стискується силою F та скручується моментом Тнар.
Момент, що створюється робітником на рукоятці гвинта Троб , витрачається на подолання моментів Тн і ТТ.
Визначення внутрішнього діаметра і параметрів нарізки гвинта
Під час роботи гвинта на спільну дію поздовжнього зусилля стиску і кручення внутрішній діаметр гвинта орієнтовно визначається з розрахунку на стиск по зниженому (20…50%) допустимому напруженню або підвищеному на 20…50% навантаженню:
βкp∙F = [σ]ст
де: βкp – коефіцієнт, що враховує дію крутного моменту; βкp =1,4;
F–осьове навантаження гвинта, H;
d1– внутрішній діаметр нарізки гвинта, мм;
[σ]ст – допустиме напруження на стиск, H/мм2
[σ]ст=
де: [σ]гран – небезпечне, або граничне напруження, при якому деталь практично виходить з ладу: при статичних навантаженнях і пластичному матеріалі (сталь, бронза) в ролі небезпечного напруження виступає σТ – границя текучості, для Сталь45 σТ = 510 МПа;
n - коефіцієнт запасу міцності n=2
Після вибору матеріалу гвинта і величини [σ]ст розраховуємо внутрішній діаметр гвинта, мм:
Приймаємо з таблиць d1 = 68,058мм
Для упорної нарізки параметри обираємо з таблиць за ГОСТом 10177-82:
де Р- крок нарізки, d - зовнішній діаметр, d2-середній діаметр.
Для забезпечення самогальмування число заходів нарізки гвинта в усіх гвинтових пристроях приймають рівним одиниці.
Перевірка умови самогальмування
Для безпечного використання вантажних гвинтових пристроїв, а також для зручності їх експлуатації нарізка гвинтів повинна задовольняти умовам самогальмування:
φ' > ψ
де: ψ – кут підйому гвинтової лінії нарізки за середнім діаметром;
φ '- приведений кут тертя нарізки.
Для однозаходної нарізки кут підйому гвинтової лінії:
ψ =arctg
Зведений кут тертя нарізки:
φ' =arctg f '
де: f '=f/cosα –зведений коефіцієнт тертя ковзання в нарізці,
f- коефіцієнт тертя ковзання, f = 0,12
α- кут нахилу робочої грані витка нарізки: α=3˚ – для упорної різьби.
φ' =arctg 0,12 = 6,84˚
6,84˚ >1,01˚ умова самогальмування виконується.
Розроблення конструкції вантажного гвинта
а)головки гвинтів
де: Р- крок нарізки; P = 4мм
б) упорної (кінцевої) частини гвинтів
Перевірка вантажних гвинтів на стійкість
Усі вантажні гвинти, що працюють на стиск, перевіряють на стійкість для попередження поздовжнього згину за формулою
F≤
де: F – задана вантажопідйомність (осьове зусилля, прикладене до гвинта)
F =6,0∙10Н;
Fкp - критичне навантаження;
nст- допустимий коефіцієнт запасу стійкості.
Критичне навантаження визначається за формулою Ейлера:
Fкp=
де: Е-модуль поздовжньої пружності матеріалу гвинта (для сталей Е=2∙10 МПа); Iф -фіктивний момент інерції перерізу гвинта, що визна чається за ем пі ричними залежностями
Співвідношення: μ∙ℓ/іmin=λ називається гнучкістю гвинта, де: іmin – мінімальний радіус інерції перерізу гвинта.
Для круглого перерізу
Формула Ейлера для визначення Fкp застосовується, коли λ > λкр, де λкр –критичне значення при згині ( λкр =80)
При λ < 80 (79,9 < 80) перевірка на стійкість не потрібна, що відповідає умові l < 10∙d.
Перевірка вантажних гвинтів на міцність
Небезпечний переріз гвинта перевіряємо за умовою міцності на стиск:
де: [σ]ст – дійсне напруження стиску в небезпечному перерізі
(Мпа);
напруження кручення в небезпечному перерізі,вибраному згідно з епюрами.
Для розраунку необхідно зрати крутрий момент,який у загальному випадку дорівнюэ Троб. Прикладеному до рукоятки гвинта.
Троб.=Тнар+Тт=412250+93600=506550
Де Тнар-момент у нарiзцi.
Тт-момент тертя для кiнцевоi опорноi поверхнi гвинта:
(Мпа);
Перевірка вантажних гвинтів на міцність виконується.
Розрахунок і проектування вантажних гайок
Матеріал вантажних гайок
При виготовленні вантажної гайки використаємо СЧ12.
Розрахунок вантажних гайок
В основному гайки виготовляють круглими, виточеними з буртиками для опори на корпус. Конструкцію вантажної гайки показано на рис.
Визначення висоти вантажної гайки
Висота гайки
H=P∙z
де: Р- крок нарізки; z- число витків нарізки в гайці.
Розрахункова схема для визначення числа витків нарізки гайки, якщо її розрізати в осьовому перерізі й розвернути на площину, може бути показана так, як зображено на рис.
Число витків нарізки в припущенні рівномірного розподілу навантаження по витках визначають із таких умов:
1.Умова стійкості проти спрацювання (невидавлювання мастила між вит ками гвинта і гайки) або обмеження розподіленого тиску на площині 1-2-3-4
звідки
де: [q]– допустимий розподілений тиск, величина якого залежить від матеріалу гвинта і гайки [q] = 9 МПа.
2.Умова міцності витків на зріз по небезпечному перерізу
звідки
де: [τ] зр –допустиме напруження на зріз матеріалу гайки: для бронзових гайок [τ] зр ≈ 0,25σт [τ] зр=0,15∙780=117 МПа
Величину b в усіх цих формулах можна визначити через коефіцієнт повноти нарізки:
b=kП∙P
де kП =0,76 для упорної нарізки
b=0,76∙4= 3,04мм
Для кращого напрямлення гвинта у вантажній гайці рекомендоване число витків беруть у межах
Визначення зовнішніх розмірів вантажних гайок
Зовнішній діаметр гайки D визначаємо з умови міцності на розтяг силою F з урахуванням кручення моментом в нарізці Тнар:
звідки
де: Ккр=1,25 - коефіцієнт, що враховує кручення;
n- коефіцієнт запасу міцності, n=2;
[σ]p –допустиме напруження на розтяг для матеріалу гайки: для бронзових гайок [σ]p =σT /n ; [σ]p =780 /2 = 223 МПа.
Приймаємо D=80 мм
За умови виконання нарізки і складання конструкції товщина тіла гайки повинна бути більша глибини нарізки:
δ=>
δ=>
2,5> 2,3 умова виконання нарізки виконується.
Діаметр буртика гайки D1 визначається з умови зминання
де: [σ]зм –допустиме напруження на зминання для матеріалу гайки: для бронзових гайок [σ]зм = 390 МПа
Приймаємо D1=84 мм
Висота буртика h гайки визначається з умови зрізу:
Для більш рівномірного розподілу навантаження F за витками гайки висота буртика:
Приймаємо: h = 12мм
Розрахунок і проектування рукояток
Матеріал рукояток
Для виготовлення рукояток рекомендовано брати сталь звичайної якості, візьмемо Сталь 45.
Визначення довжини рукояток
Розрахункову довжину рукояток визначають з умови рівності суми моментів:
Tроб = Тнар + ТТ
де: Tроб – крутний момент, прикладений робітником:
Tроб =Fроб∙Lр
де: Fроб –зусилля робітника, Fроб = 360Н;
Lр - розрахункова довжина рукоятки;
Тнар - крутний момент необхідний для підйому вантажу і подолання моменту сил тертя в нарізці;
ТТ -крутний момент для подолання моменту сил тертя на опорній кільцевій площині чашки.
Задавшись зусиллям робітника Fроб, можна визначити розрахункову довжину рукоятки Lр (плече сили):
Приймаємо Lр = 400мм
Якщо розрахункова довжина бiльша рекомендованоi,то пiд час роботи рукоятку подовжують конструктивно(насаджують трубу) до необхiдноi величини.
Визначення діаметра рукояток
Діаметр рукоятки визначають з умови її міцності на згин в небезпечному перерізі
σзг =
звідки
dр=
де: [σ]зг – допустиме напруження на згин матеріалу рукоятки
Приймаємо dр = 26мм
Визначення ККД вантажогвинтового пристрою
Коефіцієнт корисної дії при створенні зусилля F
η=
де: Акор–корисна робота за один оберт гвинта:
Акор = F∙P = F∙π∙ d2∙tgβ
Авит - робота витрачена за один оберт гвинта:
Авит =Тнар∙ 2π=
Стопорні гвинти
Під час обертання грузового гвинта момент в нарізці Тнар передається на гайку і намагається повернути її. Цьому перешкоджає момент тертя на опорній поверхні заплечика гайки.
Гайка буде залишатись нерухомою при умові Тнар < Тзапл ,
93600<367200
Список використаної літератури
3. Кудрявцев Г.П., Безпалько А.П., Якимчук М.В.,
Деталі машин: Методичні вказівки до виконання розрахунково – графічної роботи №1 „Розрахунок і проектування вантажно – гвинтових пристроїв” Київ. НУХТ, 2000.- 42стр.
4.Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи №1 “Р оз ра хунок і проектування вантажних гвинтових пристроїв”
Міністерство освіти і науки України
Національний університет харчових технологій
Кафедра ТМ і ПТ
Пояснювальна записка
до розрахунково – графічної роботи № 1
“Розрахунок та проектування вантажних гвинтових пристроїв”
Розробив студент
групи М – ІІІ – 8 Богацький А.В.
Консультант Токарчук С.В.
Київ 2007
Пояснювальна записка
НУХТ М – ІІІ – 8
16
Акрушів
Літ.
Розрахунок та проектування вантажних гвинтових пристроїв
Затверд.
Н. Контр.
Реценз.
Токарчук
Перевір.
Богацький
Розроб.
Пояснювальна записка
2
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Змн.
3
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
5
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
4
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
6
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
9
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
12
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
13
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Пояснювальна записка
15
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Пояснювальна записка
7
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
8
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.