Мероприятия по реорганизации участка текущего ремонта легковых автомобилей
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
жении - сжатии по формуле (1):
?р(сж) = 4 * Кн.н* Q/Пd12 ? [?] р(сж), (1)
где Кн.н - коэффициент неравномерности нагрузки по винтам резьбы.
Для сжимаемых винтов Кн.н = 2,3 согласно.
Q - осевая нагрузка на винт, Н;
di - внутренний диаметр винта, мм;
?р(сж) - напряжение растяжения (сжатия), МПа;
[?] р(сж) - допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа.
[?] = ?оп / [П], (2)
где [П] - запас прочности;
Для материала винта - Сталь 45, принимаем [П] = 2,5 согласно [1];
?оп - опасное напряжение, принимаем равным 470 МПа.
[?] = 470/2,5 = 188 МПа,
Согласно формуле (3) определяем внутренний диаметр винта d1:
d1 = v4 * Кн.н* Q/П* ?сж (3)
d1 = v4 * 2,3 * 40000 / 3,14 * 9,2 = 65 мм,
Согласно рекомендациям источника [10] для передачи движения выбираем трапецеидальную однозаходную резьбу по ГОСТ 9484 - 73 с параметрами:
наружный диаметр d = 70 мм;
средний диаметр d2 = 67,5 мм;
шаг резьбы S = 10 мм.
Для самоторможения винта угол подъема винтовой линии должен быть меньше угла трения:
tg? = S / ?d2, (4)? = 10 / 3,14 * 67,5 = 0,0471 или ? = 3042,
Если принять коэффициент трения в резьбе f = 0,1, то tg? = 0,1 или ? = 5043.
Проверка винта на совместное действие сжатия и кручения:
Крутящий момент определяется по формуле (5).
Мкр = Qd2 /2 * tg*(? + ?), Н мм, (5)
Мкр = 40000 * 67,5/2 * tg*(3042 + 5043) = 198585 Н/мм2,
Предварительно выбранные размеры винта должны быть проверены на прочность с учетом скручивания.
Приведенное напряжение:
?пр = v ?сж2 + 4 * ?кр2, (6)
где ?кр - касательное напряжение, Па.
?кр = Мкр / 0,2 * (d1)3 (7)
?сж = 4 * Q / Пd12 (8)
Должно выполняться условие достаточной прочности:
?пр ? [?р], (9)
где [?р] - допускаемое напряжение на растяжение, Па, [?р] = 299 * 106Па.
Подставляя формулы (7 - 9), в (6) получим:
?пр = v(4 * Q / Пd12)2 + 4 (Мкр / 0,2 * (d1)3)2 ? [?р] (10)
?пр = v(4 * 40000 / 3,14*652)2 + 4 (198585 / 0,2 * (65)3)2 = 14 Н/мм2 = 137,2 МПа. ?пр = 137,2 МПа ? 299 МПа = [?р].
Так как стержень работает на сжатие и имеет большую свободную длину, его необходимо проверить на прочность с учетом устойчивости по формуле:
? = 4 * Q/l*i*(d1)2 ? ?[?], (11)
где ? - коэффициент уменьшения допускаемых напряжений, выбираемый для сжатия стержней в зависимости от гибкости:
? = l / i, (12)
где - l длина винта, мм, принимаем конструктивно 1900 мм.;
i - радиус инерции поперечного сечения для круглого сечения, мм.
i = d /4 (13)
i = 65/4 = 16,25 мм
? = 1900/16,25 = 117
По таблице стр. 259 [1] в зависимости от гибкости определим коэффициент уменьшения допускаемых напряжений ? = 0,45.
Для материала винта - Сталь 45, принимая коэффициент запаса прочности S = 2 согласно [14] получаем по формуле:
[?] = ?т/S, (14)
где [?] - допускаемое напряжение, МПа;
?т - предел тягучести, МПа;
S - коэффициент запаса прочности.
[?] = 360/2 = 180 МПа
Подставляя значения в формулу (11), получим:
? = 4 * 40000/3,14 * 652 = 12 МПа
? 0,45 * 180 = 81 МПа
Условие выполняется.
Высота гайки находится из расчета рабочей поверхности резьбы на удельное давление - сжатие, особенно опасное для постовых винтов, так как при больших удельных давлениях неизбежно выдавливание смазки, повышенный износ и даже заедание рабочих поверхностей.
Н2 = Кн.н* Q/1,1*?d1*?*[?]сж, (15)
где Н2 - высота гайки, мм;
? - коэффициент рабочей высоты профиля резьбы, для трапецеидальных резьбы равен 0,5 [];
[?]сж - допускаемое напряжение сжатия, МПа, [?]сж = 25 МПа.
Н2 = 2* 40000/1,1*3,14*65*0,5*250 = 50 мм
Потребное число оборотов винта определяется по формуле:
nв = 60*V/Z*S, (16)
где V - окружная скорость вращения винта, м/мин;
Z - число заходов резьбы;
S - подача, мм/об.
nв = 60 * 1,1/1 * 0,5 = 120 мин-1
2.2 Выбор электродвигателя
Подъем, осуществляется за счет перемещения гайка по вращающемуся винту, который в свою очередь приводится в движение от электродвигателя через ременную передачу.
Определяем потребляемую мощность привода (мощность на выходе) по формуле (16).
Рвых = Ft* V, (17)
где Ft - окружная сила на винте, Н, принимаем Ft = 1500 Н;
V - скорость подъема, м/мин.
Рвых = 1500 * 1,7 = 2550 Вт
Определяем потребляемую мощность электродвигателя по формуле:
Рэ.потреб = Рвых/?общ, (18)
где ?общ - общий КПД механизма:
?общ = ?в.п* ?р* ?п, (19)
где ?в.п - КПД винтовой передачи;
?р - КПД ременной передачи;
?п - КПД подшипников.
?общ = 0,5 * 0,96 * 0,99 = 0,48
Рэ.потреб = 2550/0,48 = 3438 Вт = 3,4 кВт
Определяем потребную частоту вращения вала двигателя:
?дв = ?в* u, (20)
где u - передаточное число ременной передачи.
Передаточное число ременной передачи.
dэл/dв = u
/180 = 5,5
?дв = 167 * 5,5 = 935 мин-1
После проведенных расчетов выбираем два асинхронных электродвигателя серии АИР90 - L6У3 (закрытые обдуваемые) со следующими параметрами:
мощность Р = 1,5 кВт;
синхронная частота вращения ротора n = 935 мин-1.
2.3 Расчет рычага
Рычаг работает на изгиб, поэтому необходимо произвести расчет на изгиб и определить ее размеры.
Определение площади поперечного сечения рычага.
Необходимо найти момент сопротивления по формуле:
W = Мизг.maх/ [?изг], (21)
где Мизг.maх - максимальный изгибающий момент;
[?изг] - допускаемое напряжение на изгиб, МПа.
Принимаем профиль поперечного сечения прямоугольный (рисунок 18) с отношением h/b = 1,5.
Рисунок 18