Омский государственный технический университет

Кафедра «Детали машин»

Пояснительная записка.

Винтовой домкрат.

Разработал: студент гр РН-319 Гаврилова К.И.

Руководитель проекта: Коновалов В.Е.

Омск 2011

Содержание: Стр.

Введение……………………………………………………………………..….-3

1. Расчёт элементов передачи винт-гайка…………………………………. -4

1.1. Выбор типа резьбы…………………………………………………………-4

1.2. Определение размеров резьбы по условию износостойкости……….…..-4

1.3 Проверка на самоторможение…………………………………………...….-5

1.4 Проверка резьбы на прочность……………………………………………...-5

1.5 Проектирование гайки……………………………………………………... -7

1.6. Проверка винта на прочность и устойчивость…………………………... -9

1.7. Разработка узла рукоятки……………………………………………..…..-12

2. Проектирование и расчёт корпуса. …………………………………..……. -14

3. Проверка крепёжного болта на растяжение ………………………….……-15

4. Проверка установочного винта на срез……………………………………. -15

5. Определение КПД домкрата ………………………………………………. -16

Литература ……………………………………………………………...………-16

Введение:

В данной расчетно-графической работе проектируется винтовой домкрат, максимальное усилие на винте которого составляет 130 кН; осевое перемещение винта – 350 мм.

Основные элементы домкрата : корпус 1, винт 8, гайка 2, рукоятка 4, шайба 11, крепежные детали.

Корпус 1 домкрата представляет собой полый конус. Внутри корпуса устанавливается гайка 2 с натягом, но для предотвращения её возможного выпадения ставится установочный винт.

Винт 8 приводится в движение рукояткой 4. Для удобства работы рукоятка снабжена шаровыми ручками. Вращаясь в неподвижной гайке, винт перемещается поступательно, поднимая или опуская груз, благодаря правой и левой резьбе.

Для того, чтобы винт не выкрутился из гаек, на концы его крепятся концевые шайбы 11 крепёжными болтами с пружинными шайбами, и чтобы концевые гайки не поворачивались, их фиксируют штифтами.

Для того, чтобы винт случайно не уперся в поднимаемый груз или деревянную подкладку, а так же для защиты от пыли, устанавливаем в корпус заглушку 7, фиксируя её установочным винтом.

1. Расчет элементов передачи винт-гайка.

1.1. Выбор типа резьбы.

Для проектируемого механизма выбираем трапецеидальную резьбу, т.к. она основной тип резьбы для винтовых механизмов и широко применяется благодаря универсальности свойств. Резьба стандартизирована, её параметры определены по ГОСТ 94840-81.

1.2. Определение размеров резьбы по условию износостойкости.

Т.к. основной причиной выхода из строя винтовых механизмов является износ резьбы гайки, то диаметр винта определим из условия износостойкости:

где F = 130 · 10³ (Н) – осевое усилие, действующее на винт;

Ψ_h – коэффициент высоты профиля резьбы, для трапецеидальной резьбы Ψ_h = 0,5;

Ψ_H – коэффициент высоты гайки;

d₂ – средний диаметр резьбы;

[q] – предельно допустимое давление в витках резьбы, выбираем [q] = 15 МПа.

Отсюда:

По рассчитанному среднему диаметру из ГОСТ 9484-81 подбираем размеры трапецеидальной резьбы.

p = 8;

d =52 мм;

d₂ =48 мм;

d₁ =43 мм;

D=53 мм;

D₁ = 44мм.

1.3. Проверка на самоторможение.

Под самоторможением понимается обеспечение невозможности самопроизвольного движения винта под действием рабочей нагрузки.

Для обеспечения самоторможения механизма должно выполняться условие:

где Р – шаг резьбы,- КПД (),f- - коэффициент трения (f=0,13).

Отсюда:

Выбираем тот шаг ,для которого число витков невелико, так как число витков в гайке не должно быть более 15.

6,7<p<23,4 p=8 (мм)

Условию самоторможения удовлетворяет резьба с p = 8 (мм).

1.4. Проверка резьбы на прочность.

Для изготовления гайки возьмём безоловянную бронзу БрА9Ж3Л ГОСТ 493-79.

В винтовой паре наиболее слабыми являются витки гайки, так как они делаются из менее прочного материала, чем витки винта.

При составлении расчётной схемы, виток развёртывают и рассматривают как консольную балку нагруженную посередине консоли силой F/z,условно считая нагрузку равномерно распределенной между витками.

Проверочный расчёт витка на прочность состоит в определении действующих в опасном сечении напряжения среза и напряжения изгиба:

,

где a = 0,67p;

– допускаемое напряжение среза;

для бронзы принимаем = 30 МПа

,

где h = 0,5p;

– допускаемое напряжение смятия;

для бронзы принимаем = 45…50 МПа

Схема к расчёту витков на прочность:

Отсюда :

Расчетные значения толщины витка у основания a и высоты витка h :

1.5. Проектирование гайки.

Ходовая гайка винтового механизма должна иметь простую конструкцию, легко монтироваться, не проворачиваться в корпусе из-за момента трения в резьбе и не выпадать при переворачивании механизма.

Наибольшее распространение в винтовых механизмах имеют круглые гайки-вкладыши с буртиком.

Высота гайки уже была найдена ранее .

Из расчёта на растяжение гайки можем найти её диаметр :

– допускаемое напряжение растяжения;

для бронзы принимаем = 40…45 МПа.

;

Отсюда:

Из расчёта на смятие буртиков гайки можем найти их диаметр :

– допускаемое напряжение смятия;

для бронзы принимаем = 60 МПа

Отсюда:

Из расчёта на срез и изгиб буртиков можем найти их высоту :

– допускаемое напряжение среза;

для бронзы принимаем = 30 МПа

Отсюда :

– допускаемое напряжение смятия;

для бронзы принимаем = 45…50 МПа

Отсюда:

Выбираем больший размер =17 (мм)