6. Пример расчета домкрата

Грузоподъемность Н.

Высота подъема мм.

1. Определяем средний диаметр резьбы d₂ по условию износостойкости (формула 4.2)

ммм.

На основе рекомендаций принимаем коэффициент высоты гайки Ψ_Н=2; коэффициент высоты резьбы Ψ_h=0,75 (резьба упорная)

=10 МПа (для пары «незакаленная сталь-бронза»).

2. Рассчитываем минимальный внутренний диаметр резьбы из условия прочности тела винта (формула 4.4)

==0,0278 м = 27,8 мм,

=117 МПа, принимаем материал винта сталь 40Х.

3. Определяем минимальный внутренний диаметр резьбы из условия устойчивости тела винта (формула 4.7)

ммм,

П=2,82 при μ=1–винт с одной опорой и направлением в гайке, т.е. шарнирное закрепление концов;

l=+3=300+3×27,8=383,4 мм;

коэффициент запаса устойчивости принимаем S=3,5.

4. По ГОСТ 10177-82 (приложение 2) подбираем стандартную упорную резьбу

Из условия ≥27,8, а≥ 32,6 принимаем резьбуS40×6 у которой:

– наружный диаметр – 40 мм;

– средний диаметр – 35,5 мм;

– внутренний диаметр – 29,586 мм;

– шаг Р = 6 мм

Проверяем выполняется ли для выбранной резьбы условие самоторможения Ψ<φ.

Угол подъема резьбы на среднем диаметре

== 3⁰ 5’.

Угол трения ==5⁰ 43’ (для смазанного винта коэффициент трения )

3⁰ 5’ < 5⁰ 43’ – условие выполнено.

5. Проверяем прочность выбранного винта по приведенному (эквивалентному) напряжению в материале винта (формула 4.3)

≤,

,

W=0,2∙0,0296=0,0000051 м³,

,

=90,56 МПа ;=117 Мпа.

Таким образом, эквивалентное напряжение 90,56 МПа меньше допустимого =117 Мпа.

6. Принимаем материал гайки «бронза» и выполняем проверочный прочностной расчет резьбы гайки:

6.1 Принимаем высоту гайки

Н = 10∙Р = 10∙6 = 60 мм

и по формуле 4.1 сравниваем фактическое напряжение смятия на рабочей поверхности с допустимым [σ_см]=10 МПа (по условию невыдавливания смазки),

.

Условие σ_см≤[σ_см] выполнено.

6.2 Проверяем высоту гайки Н на срез витков по формуле (4.5)

; =20…25 МПа,

.

Напряжения среза витков =13,98 МПа, что меньше допустимого значения 20…25 МПа для бронзовых гаек.

6.3 Проверяем напряжение изгиба в резьбе гайки по формуле

; = 27…34 МПа для бронзы;

где в = К∙Р = 0,73∙6 = 4,38 мм;

h = (d – d^’₁)/2, при внутреннем диаметре гайки d^’₁=32 мм h =4,5 мм

.

Напряжение изгиба в резьбе не превышает допустимых значений.

7. Определяем наружный диаметр гайки, приняв =30 МПа, по формуле

==61 мм.

Принимаем в соответствии с нормальными линейными размерами (ГОСТ6636-81 приложение 7) De = 63 мм.

Конструктивно ширина бурта 1,25толщины стенки гайки (63-40)/2∙1,25=14,5 мм, а диаметр бурта Dб = 63+14,5∙2 = 92 мм. Высота бурта 1,7 толщины стенки h_б = 1,7∙14,5 = 24,65 мм; корректируем в соответствии с рядом нормальных размеров и окончательно принимаем h_б = 25 мм.

Выбираем размеры домкрата:

– диаметр головки винта домкрата ,

– диаметр хвостовика ,

– диаметр отверстия в головки винта под рукоятку

,

Из технологических соображений принимаем ,

– длина нарезки винта ,

– высота корпуса при =10 мм,

.

Толщина стенки литого чугунного корпуса 6÷12 мм, если корпус сварной, то толщина стенки определяется толщиной стенки трубы. При толщине стенки менее 6 мм необходим проверочный расчет на прочность. В данном примере принимаем толщину стенки литого чугунного корпуса 10 мм.

8 Выполняем сборочный чертеж домкрата с выноской номинальных размеров профилей резьбы винта и гайки (приложение 3). Составляем спецификацию (приложение 4).