
- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Детали машин и основы конструирования
- •Введение
- •Требования к содержанию и оформлению работы
- •Часть 1. Ручной винтовой домкрат
- •1. Анализ соответствия механизма
- •1.1. Проверка условия самоторможения винтовой пары
- •1.2. Проверка энергосилового согласования
- •1.3. Проверка устойчивости ходового винта
- •1.4. Проверка устойчивости домкрата
- •1.5. Проверка отсутствия смятия поверхности настила
- •2. Проектирование винтового домкрата
- •2.1. Проектирование винтовой пары
- •2.2. Проектирование ходового винта
- •2.3. Проверка соответствия проектируемого домкрата
- •2.4. Проектирование гайки ходового винта
- •2.5. Определение диаметра рукоятки домкрата
- •Резьбы ходовые
- •Механические свойства сталей, применяемых для ходовых винтов
- •1. Определение параметров агрегатов и передач
- •1.1. Определение мощности и выбор электродвигателя
- •1.2. Определение передаточного отношения передач
- •1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент
- •Энерго-кинематические параметры элементов привода
- •1.4. Проектировочный расчёт валов,
- •1.4.1. Проектировочный расчёт валов
- •1.4.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов
- •Параметры зубчатых муфт
- •Муфты втулочно-пальцевые (по гост 21424-93)
- •Муфты упругие с торобразной оболочкой (по гост р 50892-96)
- •1.4.3. Предварительный выбор подшипников качения
- •1.5. Определение межосевых расстояний
- •1.6. Определение геометрических параметров
- •Максимальные рекомендуемые значения коэффициента bd max
- •Значения коэффициента m
- •2. Компоновка узла редуктора
- •Параметры накладных крышек подшипниковых узлов
- •3. Расчёт зубчатых передач
- •3.1. Определение расчётного контактного напряжения
- •Параметры проектируемых зубчатых передач
- •Рекомендуемая степень точности цилиндрических зубчатых передач
- •Значение коэффициента к Hv прямозубых (п) и косозубых (к) колёс
- •3.2. Выбор материала зубчатых колёс и вида упрочнения Расчётные значения h используем для выбора поверхностного и объёмного упрочнения зубьев шестерен и колёс, учитывая условие (11) и соотношение
- •Значение ngh контактной прочности зубьев передач
- •3.3. Проверочный расчёт зубчатой передачи
- •Значение коэффициента кf
- •4. Проверочный расчёт подшипников и вала
- •4.1. Определение реакций опор
- •4.2. Определение ресурса подшипников
- •Последовательность определения эквивалентной нагрузки
- •4.3. Проверочный расчёт вала
- •Значение эффективных коэффициентов концентрации при переменных напряжениях
- •Значения к и к для валов со шпоночным пазом, шлицами или резьбой
- •Значения Kd и Kd
- •Значения к/ Kd и к/ Kd соединений с натягом
- •Значения kf и kf
- •Часть 3. Электромеханический привод
- •Требования к содержанию и оформлению работы
- •Содержание этапов разработки проекта
- •2. Прочностный расчёт деталей и узлов редуктора
- •1. Разработка технического предложения
- •1.1. Энергокинематический расчёт привода
- •Ориентировочные значения коэффициентов I. Характеризующих потери
- •Результаты энергокинематического расчёта привода
- •1.2. Выбор муфты, проектировочный расчёт валов и выбор подшипников
- •1.3. Расчёт червячных и зубчатых передач
- •1.4. Выбор варианта редуктора для дальнейшего проектирования
- •Результаты расчёта параметров привода
- •2. Прочностный расчёт деталей и узлов редуктора
- •2.1. Разработка эскиза редуктора
- •2.2. Расчёт ременной передачи
- •2.3. Определение реакций опор и расчёт подшипников
- •2.4. Расчёт шпоночных соединений и деталей муфты
- •2.5. Прочностной расчёт валов
- •2.6. Выбор смазочных материалов и тепловой расчёт редуктора
2.4. Проектирование гайки ходового винта
Гайка ходового винта совместно с ходовым винтом преобразует вращательное движение в поступательное, обеспечивает подъём, удержание и опускание груза. Витки резьбы гайки контактируют с витками резьбы гайки. Тело гайки находится под действием сжимающей силы Q и крутящего момента Твп. Гайка опирается на корпус домкрата; от вращения в корпусе домкрата гайка удерживается стопорным устройством (обычно стопорным винтом).
Гайка
опирается на корпус домкрата буртиком
(рис. 12,а)
или торцом (рис. 12, б).
Возможные виды отказа:
– износ рабочей поверхности витков ходовой резьбы гайки;
– срез витков резьбы гайки под действием силы Q;
– пластическая деформация (или разрушение) тела гайки от действия растягивающей силы Q и крутящего момента Твп;
– смятие поверхности контакта С-С гайки с корпусом домкрата под действием силы Q;
– срез фланца гайки (рис. 12, а) или выступа на корпусе домкрата (рис.12, б) под действием силы Q;
– смятие поверхности контакта стопорного винта с отверстием в гайке.
2.4.1. Износостойкость витков резьбы гайки обеспечена выбором параметров винтовой пары согласно критерию (10).
2.4.2. Критерий прочность витков резьбы гайки при срезе запишем в виде s =т / [s] =3, где т 0,6т, т – предел текучести материала гайки.
Напряжение среза = Q/Acp = Q/(d KP z), где KP – толщина витка гайки в плоскости среза (по диаметру d, рис. 13, а); KР = 0,64Р трапецеидальной, KР = 0,76Р упорной и KР = 0,87 Р метрической резьбы
2.4.3. Критерий статической прочности тела гайки запишем аналогично критерию прочности тела винта (12). Поперечное сечение тела гайки – кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру D резьбы, а внешний диаметр равен Dг. Примем толщину стенки гайки равной (1,0…1,5)Р и, соответственно, Dг = D + (1,0…1,5) Р. Значение Dг принимается из ряда нормальных линейных размеров: …24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 45, 48, 50, 53, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85…
Выполните проверочный расчёт принятого значения Dг по критерию (12), используя при расчёте значения площади А и момента сопротивления кручению Wp кольцевого сечения тела гайки.
2.4.4. Критерий отсутствия смятия поверхности контакта «фланец гайки – корпус домкрата» запишем аналогично (9) см [см].
Примем [см] = 0,6т для бронзы и [см] = 0,3пч для чугуна.
Поверхность контакта имеет форму кольца, внешний диаметр которого Dф назначается с учётом фаски f и радиуса r галтельного перехода от тела гайки к фланцу:
Dф D + 2(r + f) + (4 …6) мм и Асм = 0,25 [(Dф – 2 f)2 – (D + 2r) 2].
Примите r 0,05Dг и f 0,02Dг из ряда нормальных линейных размеров:…1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0…
Выполните проверочный расчёт значения Dф по критерию (9).
2.4.5. Критерий отсутствия среза буртика фланца гайки запишите, используя расчётную схему на рис. 13, в. Приняв hф (0,2…0,25) Нг, выполните проверочный расчёт принятого значения hф.
2.4.6.Критерий
отсутствия смятия
поверхности контакта стопорного винта
и конического отверстия в теле гайки
ходового винта (рис. 14) запишите, используя
расчётную схему на рис. 14.
Расчётная площадь смятия можно принять равной площади трапеции высотой l1, длиной большего основания dв и длиной меньшего основания dв – 2 l1.
Значение l1 = 3 мм для винта М8 и l1 = 4 мм для винта М10.
М
Рис.
14. К определению см
поверхности
контакта стопорного винта и гайки
контакта, принимаем коэффициент трения в плоскости СС fcc = 0,06.