3.Назначение основных деталей механизма

Данная установка предназначена для создания и измерения растягивающего усилия на образце. Образцами могут являться разнообразные изделия. Может быть произведена проверка на разрыв стальных канатов, цепей и т.д. При использовании измерительных шкал, можно измерять растяжение образца при заданной нагрузке.(нумерация основных деталей соответствует рисунку №1 из задания).

8. Рукоятка. Рукоятка предназначена для преобразования усилия рук рабочего в крутящий момент, воздействующий на винт, преодолевающий моменты сил сопротивления вращению. Представляется рычагом цилиндрической формы.

4. Винт. Винт предназначен для создания длительного осевого сжимающего усилия посредством преобразования вращательного движения в поступательное движение и подведенного момента благодаря взаимодействию с гайкой по винтовой поверхности. Представляется в виде сложной детали цилиндрической формы с винтовой поверхностью.

5. Гайка. Гайка предназначена для выполнения функции передачи вращения винту. Усилие, сжимающее винт, через гайку передается на чувствительный элемент, то есть пружину. Представляется втулкой с внутренней резьбой на сквозном отверстии, наружной цилиндрической поверхностью.

10. Пружина. Пружина служит чувствительным элементом, который воспринимает усилие от сжатия винта.

8,13. Червячный механизм. Червячный механизм служит для существенного увеличения крутящего момента. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой.

3. Рычаг. Рычаг служит для передачи усилия от винта на исследуемый образец и увеличения этого усилия.

4.Физическая модель деталей механизма

На примере основных детелей установк рассмотрим их физические модели

Рукоятка.

Рисунок 2.а-функциональная модель;б- физическая модель.

Винт.На рисунке 3 изображены силы воздействующие на винт и основные расчетные размеры.

Основной причиной выхода из строя винтовых механизмов является износ винто­вых поверхностей винта и гайки. Кроме того, по­теря ра­бо­тоспо­собности пе­ре­дачи может быть свя­зана с разру­шением винта или гайки по опас­ным сечениям. Поэ­тому в осно­ву модели передачи положены со­от­ветст­вую­щие условия износо­стой­кости, проч­ности, устой­чи­вости и взаимной не­под­вижности деталей. Интенсивность изнашивания услов­но свя­зывается с контактными напряжениями р_m между вит­ками резьбы винта и гайки (рис.3), которое, исходя из условий надёж­ности, не должно пре­вы­­шать допускаемого, определяемого матери­а­лами контакти­ру­ющих деталей. Величина дав­ле­ния, в свою очередь, зависит от наг­руз­ки на виток и лощади, по которой эта нагрузка передаётся (площади контак­та).

Общее усилие взаимо­действия между винтом и гайкой распределяется между витками резьбы неравномерно. Наиболее наг­ру­жены крайние витки - ближайшие к действу­ющим на болт и гайку внешним силам.

Гайка (рисунок 4)предназначена для передачи усилия винту и

Рисунок 4.

должна предотвращать разрушение гайки по опасным сечениям бурта, корпуса гайки, витков резьбы.

Пружина (рисунок 5) . Расчет пружины сводится к расчету на касательные напряжения и сравнения этих напряжений с допустимыми. Необходимо так же учесть, что минимальная деформация пружины должна быть 10 сантиметров. Это определяется исходя из необходимой точности измерений.

Рисунок 5.

Червячный механизм (рисунок 6). Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым и со­стоят из червяка, рабочие поверх­ности которого являются вин­товыми поверхностями, и червячного колеса, зубья которого имеют дуговую форму. Оси червяка и колеса перекрещиваются в пространстве, в большин­стве случаев под углом 90°. Аналогично передаче винт-гайка при работе червячной передачи реализуется трение скольжения.

Рисунок 6. Червячная передача.

Расчет червячных передач сводится к расчету на контактные напряжения и напряжения изгиба зубьев червячного колеса.

Рычаг изображен на рисунке 7.

Рисунок 6.

Критерием работоспособности рычага является способность передавать усилие от винта на испытываемый образец, при этом не испытывая изгиб.

Математическая модель мезанизмов.

Исходными данными для расчета являются:

• - максимальное усилие, кН = 100;

• - максимальная деформация пружины, мм = 100;

• - режим работы – длительный

• - тип резьбы – трапецеидальная;

• - материал винта – сталь Ст3

• - материал гайки – бронза