Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им Н.Е.ЖУКОВСКОГО «ХАИ»

Кафедра теоретической механики и машиноведения

«Съемник подшипников с поворачивающимися захватами»

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование механизмов и машин»

2009

Содержание

Введение

Расчет винта

Расчет гайки

Расчет заплечника

Расчет пяты трения

Коэффициент полезного действия

Расчет рукоятки

Расчет корпуса съемника

Вывод

Список используемой литературы

Введение

Цель этой работы состоит в том, чтобы спроектировать винтовой механизм авиационных устройств (съёмник). В числе механизмов аэродромного обслуживания применяются винтовые съемники, предназначенные для разборки узлов с деталями, собранными с натягом. Особенностью съёмника являются два или три присоединенных различным образом к корпусу съёмника захвата, наличие башмаков для упора в неподвижное звено и т. д. При ручном приводе для вращения винта и гайки используются рукоятки.

Назначение передач винт-гайка – преобразование вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большую несущую способность при малых габаритах, возможность достижения высокой точности перемещений, простоту конструкции и изготовлению, поэтому винтовые механизмы получили широкое распространение в авиационных устройствах и роботах.

Исходные данные

Усилие F:10000H

Подшипник №: 1220

Ход винта: 330 мм

Количество захватов: 2

Резьба упорная по ГОСТ 10177-82

Материал винта: 65Г закаленная.

Материал гайки: БрАЖН 10-4-4

Так как механизм ответственный и испытывает большую нагрузку, то материал винта назначаем из качественной стали, а для гайки - из безоловянистой бронзы.

Винт: Сталь 65Г ГОСТ 1050-74 (s_т=1200 МПа);

Гайка: БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 493-41 (s_в=650 МПа);

Расчет винта

Винты должны удовлетворять нескольким условиям:

Прочность на сжатие с учетом устойчивости

где F – заданная внешняя нагрузка;

d₃ – внутренний диаметр резьбы винта;

k – коэффициент, учитывающий скручивание тела винта моментом в опасном сечении ;

( k=1.3)

φ – коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения, выбираемый из таблицы значений для предварительно заданной гибкости λ=90, φ=0.54

- допускаемое напряжение;

где,

σ_T – предел текучести материала винта; для стали 65Г закаленная: σ_T=1200 МПа,

S – коэффициент запаса прочности;

Для винтов съемников S=2…3

=1200/2 = 600 (МПа)

Найдем внутренний диаметр резьбы винта, выразив его из формулы:

(мм)

Допускаемая гибкость (λ<100 – по методике Ясинского)

где i_min – радиус инерции сечения винта;

υ=1 – коэффициент приведения длины винта;

θ=0,25 – коэффициент полноты сечения;

– допускаемая гибкость (принимается такой же, как и в расчете на прочность, с учетом устойчивости при выборе φ) =90;

l – длина винта;

Из выражения найдем значение диаметра d₃:

(мм)

Износостойкость рабочих поверхностей витков резьбы (ограничение удельного давления)

, Откуда:

где

F – заданная внешняя нагрузка;

d₂ – средний диаметр витков резьбы;

h – высота витка профиля резьбы;

z – число витков резьбы;

- коэффициент высоты гайки =1,2;

- коэффициент высоты резьбы;

P – шаг резьбы;

- допускаемое удельное давление, зависящее от материалов трущейся пары и выбираемая по таблице значений допускаемых удельных давлений;

=5…7 Н/мм² для стали по безоловянистой бронзе;

Подставив численные значения в формулу получим:

(мм)

По рассчитанным значениям диаметров d₂ и d₃ выбираем ближайший стандартный винт с упорной резьбой, удовлетворяющей всем перечисленным выше условиям.

d₁=23,586 мм;

P=6 мм;d₂=29,5 мм;d=34 мм;

d^'₁=25 мм.

Определим угол подъема резьбы:

где

t=sz – ход резьбы;

d₂ – средний диаметр резьбы;z – число заходов резьбы .

Подставив численные значения в выражение получим:

Резьба должна удовлетворять условию самоторможения ψ<ρ́

Где β – угол наклона рабочей грани резьбы (для упорной резьбы α=3˚)

f – коэффициент трения, f=0,12;

Подставив численные значения в формулу получим:

Определим момент М_вп, возникающий в винтовой паре:

Подставив найденные величины в выражение получим:

(Н·мм)

Работа трения винтовых передач характеризуется коэффициент полезного действия

После подстановки, в выражение численных значений найденных раньше, получим:

Проверочный расчет

Напряжение сжатия от осевой силы:

Где F – осевая нагрузка;A – площадь

(мм²)

Подставим численные значения в выражение:

( )

Напряжение на винте от кручения:

,

где

(Н/мм²),

( ).

Из условия прочности:

,

Следовательно ,

Условие прочности выполняется, т.к. 31,28 < 324.

Расчет гайки

Конструкцию гайки примем в виде цилиндрической втулки, запрессованной в стальной корпус.

Число витков гайки определим из уравнения:

- допускаемое удельное давление, равное 5…7 H/ мм²

Подставив численные значения в формулу получим:

Окончательно принимаем z=5.

Высоту гайки определяем по формуле:

Hг = z·S=5·6=30 (мм),

Нг = ψп · d₂= 1,2·29,5 = 35,4 (мм),

Из найденных высот выбираем большую H_г=36 мм.

Определим диаметр гайки из уравнения:

Подставляем найденные величины в формулу:

(мм)

Из конструктивных соображений примем внешний диаметр равным 26 мм.

Толщина стенки гайки по условию прочности оказалась малой, наружный диаметр гайки назначаем конструктивно:

(мм)

Подставив численные значения в выражение получим:

Проверяем гайку на срез :

(МПа); (МПа);

Проверяем резьбу на изгиб:

Размер заплечика D определяем из условия смятия материала гайки под действием силы F по уравнению:

,

,

Из конструктивных соображений принимаем D = 5 (мм). е) Высоту заплечика h_зап определяется из условия изгиба под действием нагрузки F, без учёта запрессовки и трения на поверхности гайки, по уравнению:

Из конструктивных соображений принимаем h_зап = 4 мм.

Соединение гайки с корпусом имеет следующий вид (рис. 3).

Рис. 3. Соединение гайки с корпусом

Гайку в корпус ставим по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга гайку в корпусе фиксируем штифтом, который должен удерживать гайку от проворачивания при работе механизма, штифт будет работать на срез:

;

где d₀ - диаметр штифта;

и смятие:

;

где l - длина штифта, входящего в гайку.

принимаем d₀ = 5мм;

Длину штифта выбираем конструктивно l = 12 (мм).

Принимаем Штифт 5 12 ГОСТ 3128-70.