Центровые отверстия (по госТу 14034-68), размеры в мм

Форма 1	Dmax*)	d	L, не менее	l
	30 40 60 80	4 5 6,3 8	8,4 10,6 13,4 17,1	3,4 4,3 5,4 7
Форма 2	Dmax*)	d	L1, не менее	L1
	30 40 60 80	4 5 6,3 8	9,6 12,2 15,2 19,1	4,6 5,7 7,2 9

^*)примечание D_max – диаметр вала, с которого снимается шкив или подшипник.

Задания № 5 и 7: ,

где D_н – наружный диаметр опорной поверхности (задание № 5-гайки, рис 6.4; задание № 7 – чашки, рис.7.7)

d – внутренний диаметр опорной поверхности (задание № 5- диаметр резьбы, рис 6.4; задание № 7 – d_отв, рис.7.7)

f – коэффициент трения сухих поверхностей

f= 0,15…0,18 – сталь по чугуну;

f= 0,18…0,3 – сталь по стали.

Полная длина рукоятки l (рис. 8.1)

l =l_расч. +D_г/2+120…150мм,

где D_г – диаметр головки винта (п. 5.2.2)

Длина 120…150мм добавляется для удобства захвата рукоятки рукой и для установки упорных шайб на концах рукоятки.

В механизме отвода муфты (задание № 6) используется штурвал по нормали МН –5 –64 [3,6].

Усилие рабочего на штурвале Р_раб= (120…140)Н

Радиус штурвала

По радиусу штурвала по нормали подбирается штурвал и рукоятка к нему.

3. Определение диаметра рукоятки.

Рукоятка работает на изгиб как консольная балка (рис.8.1) с вылетом l_и

l_и=l_расч.- D_г/2; M_и=Р_раб.·l_и;

;

[σ_и]=σ_т/n; n=2…3.

Полученный размер округлить в большую сторону по ГОСТ 6636-83.

9. Стопорные винты

При вращении винта 1 в резьбе на длине свинчивания его с гайкой возникает момент Т_р, который стремится вращать гайку.

Препятствует этому момент сил трения на опорной поверхности буртика гайки Т_оп.б.

Гайка будет неподвижна если Т_оп> Т_р (1)

Здесь (п. 8.2) (рис. 6.2 а)

Для поверхности без смазки:

f=0,15…0,18 – сталь по чугуну;

f=0,18…0,3 – сталь по стали;

f=0,10…0,15 – сталь по бронзе.

Если Т_оп.б ≤ Т_р, то нужно исключить возможность вращения гайки. Для этого устанавливают стопорный винт. (рис. 9.1).

В качестве стопорных винтов используют установочные винты с коническим концом диаметром М6, М8 по ГОСТ 1478-74. Изготавливают их из стали ст.3; 20; 30. Винты проверяют на срез

Рис.9.1

,

10. Шарнирные соединения в заданиях № 2 и 3.

1. Задание № 2.

Шарнирное соединение корпуса и захвата в этой конструкции ничем не отличается от шарнирного соединения винта с захватом из задания № 5. Вместо толщины зуба в расчете следует брать толщину захвата съёмника для шкивов. Усилие, действующее на ось Q/2, т.к. у съёмника два захвата.

2. Задание № 3.

Ось с захватом может перемещаться по пазу в корпусе съёмника. Таким образом, съёмник настраивается на размер снимаемого подшипника. Диаметр подшипника, указанный в задании, является наибольшим для данного съёмника. Обычно ход оси составляет (30…40)мм.

При расчетах на смятие нужно учесть, что ось находится не в круговом отверстии в корпусе, а в пазу. Поэтому при расчете на смятие – расчет по корпусу:

где – т.к. у съёмника три захвата;

–т.к. ось в пазу корпуса;

–толщина опорных поверхностей паза корпуса.

Остальное так же как в п. 5.2.3.а, б

3. Определение длины оси

Длина оси должна быть достаточной для того, чтобы после установки её на место, можно было в задании № 2 установить на неё шплинт, а в задании № 3 – шайбу и шплинт.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ВИНТА.

После того, как определены размеры чашек, захватов, гайки и рукоятки можно определить линейные размеры основного винта конструкции.

Длина винта складывается из длин следующих участков (по заданиям):

Задания № 1 и 4:

• l_хв – длина хвостовой части винта (рис. 5.2. и 5.3), определяется в результате конструирования чашек устройств;

• l_раб – длина рабочей части винта, получается как сумма высоты гайки и заданного хода винта;

• в_к+в_п – суммарный размер проточки для выхода инструмента и переходного участка(рис. 5.6);

• Н_гол – высота головки винта (рис. 5.6) Н_гол=(1,8…2)d_р (п. 8.2); d_оп=d_р+(1…2)мм – диаметр отверстия под рукоятку.

Задания № 2 и 3:

• l_кон – длина конического участка нижнего конца винта;

• l_пер= 5…7 – длина перехода от конического участка до начала резьбовой части винта;

• l_раб – длина рабочей части винта, получается как сумма 0,5l, где l – размер захвата (рис. 7.1 и 7.2); Н_г – высоты гайки и заданного рабочего хода винта;

• (в_к+в_п)+ Н_гол – (см. задания № 1 и 4);

• плюс (1…1,5)р – запасная длина винта.

Задание № 5:

• (с₁+с₂) – размеры зуба (рис 5.5);

• (Н_вт) - (с₁+с₂+с₄) – (рис 5.5), Н_вт – высота выталкиваемой втулки;

• Н_стак. – высота стакана (п. 12.5);

• Н_г – высота гайки (п. 6.2.1);

• плюс запасной участок (1,5-2)Р.

Задание № 6:

- l₃-(0,7…1,2)d₃;

- l₂-(0,8…1)d₂+20мм, где 20мм – толщина стопорного кольца;

- l_Б= 6…10мм;

- l_ш- определяется по нормам на штурвал (см. п. 8.1);

- l_кр =(1,2…1,3)d_6.

Задание № 7:

• l₀ – длина оси чашки l₀=δ_ч+(1…2)мм, где δ_ч- толщина тела чашки (п. 8.5);

• Н_гол- высота головки винта (см. задание № 1 и 4);

• (в_к+в_п)- суммарный размер проточки и переходного участка (рис. 5.5);

• l_раб- длина рабочей части винта, получается как сумма высоты гайки и заданной высоты подъёма груза плюс запас (1-1,5)Р.

• Полученная таким образом длина винта округляется до целого числа по ГОСТ 6636-83.

12. Корпусные детали

1. Задание № 1.

Корпус пресса рис 12.1.а.

Корпус пресса изготовляется отливкой из чугуна марок СЧ15; СЧ18 или из стали марок 35Л; 40Л; 45Л.

Размеры, определяемые по заданным и полученным параметрам:

D=D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

Н≥;- высота гайки без буртика;

l = l_раб +h_б +l_н, где l_раб - заданный рабочий ход винта;

h_б - высота буртика гайки;

l_н - размер от нижней поверхности чашки до начала резьбы винта (рис. 5.2);

l₁ – заданный вылет оси винта пресса;

D_з = D_н +2мм, D_н – наружный диаметр чашки (рис. 5.2);

D₄ =(3…4)D_з

D_з = D_н +2мм, D_н – наружный диаметр чашки (рис. 5.2);

D₄ =(3…4)D_з

Толщина стенок отливки принимается (8…12)мм. Остальные размеры определяются конструктивно Удобно сделать это прорисовкой от руки на миллиметровке в масштабе 1:1.

При конструировании Т – образного сечения обычно принимаются а=(3,5…5)δ и в/а=1,2…1,5.

Опасным является сечение А-А (рис 12.1) в котором действуют суммарные напряжения

σ = ± σ_и + σ_р ≤ [σ_р],

где , Н/мм²; , Н/мм²,

Изгибающий момент: М=Q·l_м, Нмм

l_м – расстояние от оси винта до центра тяжести сечения.

W_А – момент сопротивления сечения относительно центральной оси У_с (рис. 12.1 б);

А – площадь сечения

Моменты сопротивления и:

, ,

где J_ус – момент инерции сечения относительно центральной оси;

х_с – расстояние от оси у до центра тяжести сечения

,

где А₁, А₂ – площади прямоугольников, на которые разбито сечение АА;

х₁, х₂ – соответственно расстояние от центральных осей У₁ и У₂ до

оси У.

Центральный момент инерции сечения АА относительно оси У_с

,

где - момент инерции относительно центральных собственных осей у₁ и у₂, соответственно

;

а₁ = х_с - х_1; а₂ = х₂ - х_с.

Величины допускаемых напряжений: для чугуна [σ]_р=40…60Мпа,

[σ]=130…150Мпа; для стали [σ]_р ≈[σ] =90…110Мпа.

2. Задание № 2:

Корпус съёмника для шкивов рис 12.2.

Материал – сталь: ст.3; ст.4; 35; 45.

Размеры, определяемые по заданным и полученным параметрам:

D=D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

d_оси= d₀; d₀ – диаметр оси;

Н ≥ ;– высота гайки без буртика;

l_з – по заданному диаметру шкива и конструкции захвата;

В ≥ D_б; D_б- диаметр буртика гайки;

в₁=в; в – толщина захвата;

с₁= h+(4…6)мм; h – ширина захвата;

с₂= l/2+(2…3)мм.

Остальные размеры определяются конструктивно.

Корпус работает на изгиб как двухопорная балка, нагруженная посредине силой Q.

Напряжения в среднем сечении такой балки с учетом ослабления отверстием D.

,

где , Нмм;

, мм³;

, Мпа; n=1,5…2.

Если условие прочности не выполняется, нужно увеличить В или Н (или оба размера) и повторить расчет. Если В<2b, то нужно проверить контакт корпуса с осью на смятие (п. 5.2.3 б).

3. Задание № 3.

Корпус съёмника для подшипников рис. 12.3.

Материал – ст.3; ст.4; сталь 35, 45.

Размеры определяемые по заданным и полученным параметрам:

D=D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

Н ≥ ;– высота гайки без буртика;

δ =δ₁=в; в – толщина захвата;

D_к ≥ D_б; D_б- диаметр буртика гайки;

l₁=30…40мм (п. 10.2)

l₂ – определяется по наружным диаметрам заданного подшипника;

в_n=d_0; d₀- диаметр оси шарнирного соединения (п. 10.2) .

Остальные размеры определяются конструктивно.

Полученную конструкцию нужно проверить на прочность в опасных сечениях А-А и Б-Б.

Сечение А-А ,

где , Нмм – изгибающий момент;

т.к. сечение ослаблено пазом под захват и

пазами под ось;

[σ_и] – см. п.12.2.

Сечение Б-Б.

Расчетная схема – балка несимметрично нагруженная (рис. 12.4)

, Нмм; , мм³

4. Задание № 4.

Корпус пресса для гибки труб рис 12.6.

Материал – сталь 35Л; 40Л.

Размеры, определяемые по заданным или полученным параметрам:

D=D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

; – высота гайки без буртика;

D_к ≥ D_б; D_б- диаметр буртика гайки;

l=l_раб+h_б+ l_н, где l_раб- заданный ход винта;

h_б- высота буртика гайки (п. 6.2.3);

l_н – размер от нижней рабочей поверхности до начала

резьбы винта (рис. 5.3.);

Остальные размеры определяются конструктивно.

Полученную конструкцию нужно проверить на прочность в опасных сечениях А-А и Б-Б.

Сечение А-А ,

где , Нмм;

;

[σ_р]= σ_т/n где n=1,5…2.

Сечение Б-Б.

, Нмм; , мм³

[σ_и] – см. п. 12.2.

5. Задание № 5.

Корпус съёмника для втулок (рис. 12.5)

Материал – сталь ст.3

Корпус состоит из втулки 1 и приваренного к ней диска 2.

Размеры, определяемые по заданным или полученным параметрам:

d _отв= d+(2…3)мм; d- диаметр винта;

D ≥ D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

D₃ =D_нар.вт +5мм; D_нар.вт – наружный диаметр выталкиваемой втулки;

δ≥5мм;

D₄ =D₃+2δ;

h=(1,3…1,5)δ

Н=l; l- длина выталкиваемой втулки;

Н₁= Н+ h+ (3…5)мм.

Толщина стенки δ проверяется на сжатие.

Остальные размеры определяются конструктивно.

12.6. Задание № 6.

Корпус механизма отвода муфты рис. 12.7.

Материал – см. 12.1.

Размеры, определяемые по заданным и полученным параметрам;

L₁=l_р+Н_г+20мм (20мм- толщина стопорного кольца);

d₂ и d₃ – по соответствующим диаметрам опорных поверхностей винта

(п. 5.2.2);

с₁≥0,6D_нг;

с = с₂ ≥ (1,2…1,5)с_1.

Размеры таврового сечения корпуса определяются аналогично рассмотренному для задания № 1 (п. 12.1).

12.7.Задание № 7.

Корпус домкрата рис. 12.8.

Материал – чугун марок СЧ15; СЧ18

Размеры, определяемые по заданным и полученным параметрам:

D=D_нг; D_нг – наружный диаметр гайки;

Н ≥ ;– высота гайки без буртика;

D₂ ≥ D_б; D_б- диаметр буртика гайки;

Н₄=l_раб+ (15…20)мм; l_раб – длина рабочей гайки винта;

D₃= D+ (3…5)мм;

tgγ= 0.08…0.1; D₅= D₃+ 2Н₄tg γ;

Диаметр D₇ определяется из условия прочности на смятие деревянной опоры, на которую ставится домкрат. Для дерева [σ_см]=2…2,5Мпа.