- •Проектування механізму з передачею винт–гайка
- •Введение
- •1. Формирование исходных данных
- •2. Расчет винта
- •2.1 Выбор материала
- •2.2 Проектировочный расчет винта
- •2.3 Проверочный расчет винта
- •3. Расчет гайки
- •3.1 Проектировочный расчет гайки
- •3.2 Проверочный расчет гайки
- •3.3 Расчет заплечика гайки
- •3.4 Расчет крепления гайки в корпусе
- •4. Расчет рукоятки
- •5. Расчет корпуса домкрата
- •6. Определение кпд механизма
- •Заключение
4. Расчет рукоятки
В стационарных винтовых передачах вращение винтов (гаек) осуществляется с помощью электро-гидропривода. В переносных устройствах наряду с механическим приводом применяется привод ручной с помощью перекидной рукоятки или рукоятки, запрессованной в тело винта.
Рисунок 4.1 – Расчетная схема простой рукоятки
В качестве материала рукоятки принимаем сталь Ст4: .
Определяем потребную длину рукоятки, исходя из усилия рабочего .
. |
(4.1) |
Из конструктивных соображений принимаем .
Определяем диаметр рукоятки из расчета ее на изгиб как консольной балки, условно заделанной по оси винта:
, |
(4.2) |
Отсюда:
. |
(4.3) |
Принимаем стандартный диаметр ручки .
5. Расчет корпуса домкрата
Корпусы домкратов (рис. 5.1) при осевой нагрузке до 10 кН обычно получают литьем легких сплавов (АЛ-7, АЛ-9, МЛ-9 и др.), при больших нагрузках – из чугуна или литейных сталей. При этом по условиям нормального заполнения формы расплавленным металлом толщину стенки принимают не менее 6 мм. Тогда наружный диаметр корпуса в соединении с гайкой:
. |
(5.1) |
Из конструктивных соображений принимаем .
Рисунок 5.1 – Корпус домкрата
Корпус предпочтительно изготавливать коническим (конус 1:10), с квадратной или круглой опорной плитой. Для облегчения конструкции в корпусе предусматриваются вырезы.
Размеры опорной плиты домкрата определяется из расчета на смятие материала, на который устанавливается домкрат. Обычно под него подкладывают мягкие материалы (доски, шпалы), для которых допускаемые напряжения смятия .
Рисунок 5.2 – Нагрузки, действующие на опорную часть домкрата
Уравнение прочности на смятие, из которого можно определить наружный диаметр плиты (размер определяется по эскизу) для круглого основания (рис. 5.2):
. |
(5.2) |
Отсюда:
. |
(5.3) |
Принимаем .
Толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб. Предполагается, что со стороны основания на плиту действует равномерно распределенная нагрузка:
, |
(5.4) |
где – площадь основания плиты.
Изгибающий момент в сечении II-II можно упрощенно определить:
, |
(5.5) |
где – суммарная сила, действующая со стороны опоры на плиту.
Толщина круглой плиты:
, |
(5.6) |
Принимаем .
6. Определение кпд механизма
Определяем коэффициент полезного действия винтовой пары:
. |
(6.1) |
Таким образом, КПД винтовой пары составил .
Определяем КПД винтового механизма при преобразовании вращательного движения в поступательное:
, |
(6.2) |
где - работа сил полезного сопротивления за один оборот;
– работа сил полезного сопротивления и трения в винтовой паре за один оборот;
– работа сил трения в подпятнике за один оборот.
Отсюда:
, |
(6.3) |
Таким образом, КПД механизма составил .
Заключение
В данной работе был проведён расчёт и спроектирована конструкция домкрата по предлагаемой схеме и заданным параметрам. В ходе выполнения домашнего задания были приобретены навыки конструирования винтовых передач, изучен и закреплён материал читаемого курса «Динамика машин и основы конструировани», а также получены первичные навыки конструкторского труда.
Был спроектирован механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное. Коэффициент полезного действия этого механизма составил 31%, что является хорошим результатом.