Определение параметров резьбы винта
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
? значения гибкости винта
, (11)
где ? - коэффициент приведения длины, lp - расчетная длина винта (наибольшее расстояние от пяты до середины высоты гайки), I - приведённый момент инерции сечении вала.
С учётом параметров резьбы
В первом приближении для определения расчетной длинны винта можно использовать зависимость
, (12)
где l - наибольшее осевое перемещение винта
Коэффициент приведения длины ? = 2. Подставляем численные значения в уравнение (11), получим
Для Ст 45
Т.к. , то критическое напряжение определяется по формуле Эйлера
Теперь подставив ?кр и Ав в выражение (10) найдём критическую силу
Из формулы (9) получаем
Так как , то в ходе расчета мы установили, что винт обладает необходимым запасом устойчивости.
Определение параметров гайки из условий прочности
Целью данного раздела является определение параметров гайки, входящей в исследуемую передачу.
Необходимо определить высоту Нг и диаметр Dг гайки, а так же высоту HБ и диаметр DБ бурта (см. рис. 1).
Диаметр гайки Dг определяется из условия прочности на растяжение
,
учитывая, что АГ - площадь сечения гайки, имеющего форму кольца с наружным диаметром Dг и внутренним - d: и что допускаемые напряжения для бронзовой гайки определяется по условному пределу текучести при нормативном коэффициенте запаса прочности ([?т]= 65 МПа). Находим диаметр гайки:
(15)
Диаметр DБ находим из условия прочности на смятие по опорной кольцевой поверхности
,
учитывая, что (где c=2..3 мм фаска) и что
Высота бурта гайки принимается конструктивно
И проверяется на срез по сечению
,
где Аср - площадь среза, равная площади боковой поверхности цилиндра с высотой Нб и диаметром DГ.
Допускаемые напряжения среза для бронзы
. (16)
Здесь предел текучести на срез для бронзы . Нормативный коэффициент запаса прочности принимаются примерно такими же, как и при расчете гайки на растяжение.
Площадь среза Аср вычисляется по формуле
(17)
Подставляя полученные значения в формулу (17) получим
вычислим .
Т. к. , то условие прочности гайки на срез выполняется.
Проверить на срез виток резьбы гайки. С этой целью виток резьбы развертывается по диаметру и рассматривается как консольная балка с заделкой (рис.4).
Ввиду малой длины балки (Н1<b) расчет витка на изгиб не производится, а ограничиваются одним расчетом на срез.
Условие прочности имеет вид:
(18)
где z - число витков гайки, b - толщина витка резьбы у основания. Cогласно ГОСТ на трапецеидальную резьбу b=0,65P=0,65*8=5,2 мм.
Подставим численные значения в формулу (18)
Т. к. расчёты на срез витка балки удовлетворяют условию прочности.
Рис. 3 Расчетная схема витка резьбы.
Расчёт размеров рукоятки домкрата
Рис. 4 Схема нагружения рукоятки домкрата и эпюра изгибающих моментов
Из условия равновесия рукоятки следует
(19)
где Lp - длинна рукоятки; Tрук=Тр+Тп - момент на рукоятке; Fр - усилие одного рабочего.
В нашем случае, когда домкрат используется часто Fр = 160Н - усилие одного рабочего.
Тогда длина рукоятки по формуле (19)
Для удобства работы полная длина рукоятки обычно принимается на 150…200 мм больше расчетной. Значит Lp=1019+150=1170 мм.
При расчете на прочность рукоятку можно представить в виде балки на двух опорах (рис. 4).
Диаметр рукоятки dp определяется из условия прочности в опасном сечении
, (20)
где Нм (т.к. ), .
Известно, что .
Преобразовывая выражение (20) получаем
Расчёт корпуса
При расчёте передачи винт-гайка необходимо произвести расчёт корпусной детали. Произведём расчёт корпуса домкрата. Корпус изготовим из чугуна СЧ 15, предел прочности которого .
Рис. 5 Корпус домкрата
Наиболее опасным будет сечение А-А. Запас прочности находится по формуле
, (21)
где s должен находиться в пределах 1.5 … 2.5.
Рассмотрим это сечение. В нём действуют сжимающие напряжения и крутящий момент.
Расчёт на сжатие:
(22)
Расчёт на кручение:
(23)
Расчёт на прочность:
(24)
Запас прочности вычислим по формуле (21)
Сечение А-А удовлетворяет условию прочности.
Расчёт на смятие:
где F - сила, Асм - площадь смятия, имеющего форму кольца, [?см ] - допускаемое напряжение на смятие.
F = 37000 H; ; для подставки, выполненной из дерева, принимаем [sсм]=2 МПа.
Теперь определим требуемый наружный диаметр фланца корпуса