3. Расчёт основных размеров гайки
3.1. Расчёт высоты гайки
Высота гайки определяется по результатам расчёта передачи на износостойкость
.
(3.1)
3.2. Расчёт диаметра гайки
Диаметр гайки DГ определяется из условия прочности на растяжение
Р,
(3.2)
где АГ –площадь сечения гайки, имеющего форму кольца, площадь которого вычисляется по формуле:
.
(3.3)
Значение []Р – табличное, и в данном случае []Р=36 Мпа [1,стр. 30].
Из формулы (3.2) выразим
;
Теперь из формулы (3.3) выразим и рассчитаем наименьший диаметр гайки :
.
Итак, мы определили диаметр гайки, который оказался равен dг=45 мм
В соответствии с ГОСТ 6636-69 dг=45 мм. [4, с. 383]
3.3. Расчёт диаметра бурта
Диаметр dб бурта определяется из условия прочности на смятие по опорной кольцевой поверхности
(3.4.)
Для
высокопрочного чугуна [
]=0.4
=0.4*380=152
Мпа, [1, с. 18]
Площадь Асм этой поверхности следует определять с учётом фаски с =3 мм [1, с. 10]
Асм=
(3.5.)
откуда
dб=
мм (3.6.)
В соответствии с ГОСТ 8032-84 dб =52 мм.
3.4. Расчет бурта на срез
Высота бурта принимается равной HБ=(0,25…0,35)HГ [1,стр. 18]. Приняв коэффициент равным 0,3, получим
HБ=0,3HГ=0,3*77,4=23,22мм. (3.7)
(В соответствии с ГОСТ 8032-84 Нб=24 мм )
Бурт необходимо проверить на срез по условию
(3.8)
Значение [] – табличное, и в данном случае []=36 Мпа. [1,стр. 30].
Площадь среза определяется как
(3.9)
Тогда
Таким образом напряжения среза не превышают допускаемых напряжений.
Условие прочности выполнено.
3.5. Расчёт витков резьбы на срез.
Резьба гайки проверяется на прочность. С этой целью виток резьбы развёртывается по диаметру d и рассматривается как консольная балка с
заделкой. Поскольку балка короткая, то расчёт на изгиб не проводится, а ограничиваются одним расчётом на срез [1,стр. 18].
Условие прочности имеет вид
,
(3.10)
где z – число витков резьбы гайки,
b – толщина витка у основания.
Для упорной резьбы b=0.75Р=0.75*7=5,25 мм [1,стр. 18].
Число витков вычисляется как
(3.11)
Вычислим
а []=36 Мпа, [1,стр. 30],т.е. [], условие прочности на срез выполнено.
3.6. Расчет на непроворачиваемость гайки в корпусе.
Условием непроворачиваемости гайки в корпусе является условие [7]
ТFтр>Тр (3.12)
где из формулы (2.7) Тр=250,36 Н*м;
Момент сил трения [7]
ТFтр=F*Hбк (3.13)
Где F –нормальная сила, Н;
Нбк=24 мм из формулы (3.7)
Из формулы (3.13)
ТFтр=46000*24*10-3=1104 Н*м.
Таким образом условие (3.12) выполнено.
4. Расчёт размеров рукоятки
Расчётная длина Lp рукоятки определяется исходя из силы S1, с какой рабочие действуют на рукоятку, и суммарного момента сил сопротивления движению винта. Условие равновесия винта [1, с. 18]
Тр+Тn=S1·Lp·m , (4.1.)
oткуда
Lp=(Tp+Tn)/m·S1 , (4.2.)
где m-число рабочих;
Коэффициент трения для пары сталь-чугун при плоской пяте f=0.22 [1,стр. 13, таблица 2],
а dп=d [1, стр.14].
S1-усилие одного рабочего ( S1=250…300Н в случае кратковременной работы);
Примем m=1, S1=270 H [1,стр. 18];
По формуле (4.2.), вычислим расчётную длину рукоятки
Lp=(25036+289432)/270 = 1165 мм
Так как Lр обычно принимается на 15..20 см больше расчетной [1, стр.18]
Примем Lр=1200мм
Рис.3.1. Схема нагружения рукоятки домкрата и эпюра изгибающих моментов
Диаметр рукоятки dР определяется из условия прочности на изгиб
[1,стр.
21];
Выберем коэффициенты для ТИ равным 1,1 и [S]=1,5. Тогда
23
мм,
где lu=1200мм;
Fр=S1
Диаметр рукоятки dp=23 мм.