Проектировочный расчет основных деталей домкрата
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Введение
Домкрат - механизм, служащий для того, чтобы поднимать грузы. Рабочий нажимает на рукоятку и крутит ее. Тем самым механизм домкрата приводится в действие и поднимает груз.
Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное, винт при этом поднимается вверх. Сила, с которой нажимает рабочий, увеличивается в 80 раз.
Примерами использования передачи могут быть простейшие винтовые прессы, домкраты, съемники, струбцины. Она также применяется в станках, в некоторых кранах и т.д. Достоинством рассматриваемой передачи является простота конструкции, её компактность и надежность в работе. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий кпд. В силовых передачах винт-гайка наиболее частое применение находит стандартная трапецеидальная резьба. Она обладает высокой прочностью витков, технологична и имеет более высокий К.П.Д., чем метрическая резьба, может использоваться при реверсивной нагрузке. Упорная резьба также прочна и технологична, стандартизована, имеет высокий К.П.Д., но используется только при нереверсивной нагрузке.
Винт и гайка должны составлять прочную и износостойкую антифрикционную пару.
Задачей данной контрольной работы является выполнение проектировочных расчетов основных деталей домкрата (винта, гайки, рукоятки), а также разработка сборочного чертежа домкрата и спецификации на него.
1. Расчет основных размеров винта
.1 Проектировочный расчет винта
Задачей раздела является определение параметров резьбы винта.
Практикой установлено, что основной причиной выхода из строя передачи винт-гайка является изнашивание резьбы. Критерием проектировочного расчёта является износостойкость. Условие работоспособности по критерию износостойкости может быть записано в виде [1, с.9]:
где р - среднее давление на поверхности резьбы, Н / мм2.
[р] - допускаемое давление для данного сочетания трущихся материалов, Н /мм2.
Согласно техническому заданию винт изготовлен из закалённой стали, а гайка из бронза поэтому выбираем Н/мм2 [1, с.13]. Известно, что среднее давление на контактирующих поверхностях, может быть определено по формуле
где Q - нормальная сила, Н; А - площадь контактирующих поверхностей;
Для нахождения величин Q и А составим расчетную схему (рис 1.1)
Считая, что нагрузка распределена равномерно по всем виткам гайки и пренебрегая углом подъема резьбы, запишем выражение для площади, по которой распределено давление.
(1.3)
где z - число витков гайки.
Введем коэффициенты
Значения которых можно выбрать по рекомендациям [1, с.9]. Выбираем значения (для трапецеидальной резьбы).
Рис. 1.1 - Схема для расчета винта на износостойкость: d - номинальный (внешний) диаметр резьбы ; d2 - средний диаметр резьбы; d3 - внутренний диаметр резьбы ; Р - шаг резьбы ; Hг - высота гайки; Q -грузоподъемность винтового механизма
Тогда подставляя значения Q и А в выражение для р в условие (1.1), получаем формулу для среднего диаметра резьбы
Подставляя численные значения в выражение (1.5), получаем величину среднего диаметра резьбы винта. Величина Q=65000 H.
В соответствии с ГОСТ 9484-73 находим параметры резьбы винта [1, с.23], обеспечивающие износостойкость данной винтовой пары d = 50 мм, = 46 мм, P=8 мм, d3 =41 мм.
1.2 Проверочный расчет винта на прочность
Задачей данного раздела является проверка выбранных в разделе 1.1 параметров резьбы винта на прочность.
Принятые размеры винта должны обеспечивать его статическую прочность. При ручном приводе, когда число циклов перемен напряжений за весь срок службы невелико и явления усталости вряд ли проявятся, можно ограничиться расчетом винта на статическую прочность.
Условие прочности винта имеет вид
(1.6)
где S - коэффициент запаса прочности; [S] - нормативный коэффициент запаса прочности.
Выбираем [S] = 3, [1, c. 14], так как для домкратов имеется большая вероятность внецентрового приложения осевой нагрузки. Коэффициент запаса прочности определяем по формуле
где S - коэффициент запаса прочности; - предельное напряжение, Н/;
- максимальное напряжение,Н/.
Так как в качестве материала винта используем сталь 50, которая является пластичным материалом, то в этом случае ==380 Н/;[1, с. 16].
Максимальное напряжение может быть найдено в данном случае по формуле
. Подставляем выражение для максимального и предельного напряжений, получаем формулу:
где S- коэффициент запаса прочности; - предел текучести, Н/; - максимальное напряжение сжатия,; -касательная напряжения кручения,.
Известно, что нормальное напряжение сжатия может быть определено по формуле
где - сила сжатия, - площадь сжатия, .
Значения силы сжатия и площади сжатия могут быть определены из рассмотрения схемы для винта на прочность.
Выражение для площади запишем в виде
Подставляя численное значение в выражение (1.10), получим величину площади поперечного сечения винта.
Рис. 1.2 - Схема для расчета винта на прочность: - сила сжатия, Н; Q - грузоподъемность винтового механизма, Н; - момент трения в резьбе,
Подставляя численные значения в выражение (1.9), и учитывая, что =Q, получим величину нормального напряжения
Найдем напряжен?/p>