- •Введение
- •Имени к.Э.Циолковского кафедра «детали машин и теория механизмов и машин»
- •Раздел 1. Методические указания по выполнению работы
- •1.1. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •1.2. Материалы передачи винт-гайка
- •1.3. Определение допускаемых напряжений
- •Значения коэффициента s2
- •Коэффициент к2 для метрической резьбы
- •Коэффициент м3
- •Раздел 2. Расчеты на прочность деталей винтовых механизмов и соединений
- •2.1. Силовой винт
- •Коэффициент
- •2.2. Определение размеров гайки
- •2.3. Цапфы, обоймы гайки
- •2.4. Стопорный винт
- •2.5. Рукоятка
- •2.6. Сварные соединения угловыми швами
- •Значения коэффициента u.
- •2.7. Резьбовые соединения
- •Значения коэффициента Кт для соединений, выполненных из углеродистых сталей
- •Значения коэффициента
- •Раздел 3. Содержание заданий и последовательность выполнения расчетов
- •3.1. Задание №1. Расчет винтового гибочного пресса
- •Последовательность расчета
- •3.1.1. Определяется нагрузка q, которую должен создавать пресс.
- •3.1.2. Расчет силового винта
- •3.1.7. Выбор стопорного винта и проверка его на прочность
- •3.1.8. Определение кпд механизма
- •3.1.9. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •3.2. Задание №2. Расчет винтового рычажного пресса
- •3.2.1. Определение осевой нагрузки на силовой винт.
- •3.4.1. Расчет силового винта
- •3.4.2. Определение размеров гайки
- •Данные для выполнения задания №5.
- •3.4.3. Проверка силового винта на устойчивость
- •3.4.4. Определение к. П. Д. Передачи винт-гайка
- •3.4.5. Определение размеров головки и чашки домкрата
- •3.4.6. Определение диаметра и длины рукоятки
- •3.4.7. Проектный расчет сварного шва
- •3.4.8. Определение размеров основания домкрата
- •3.5.1. Определение нагрузки на силовой винт
- •3.5.2. Расчет силового винта
- •Данные для выполнения задания №6.
- •3.5.8. Определение длины и ширины корпуса механизма
- •3.5.9. Определение к.П.Д. Механизма
- •3.5.10. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •3.6. Задание №7. Расчет винтового съемника для демонтажа подшипников качения
- •3.6.6. Определение диаметра траверсы.
- •Параметры трапецеидальной резьбы со средним шагом (по госТу 9484-73)
- •Параметры трапецеидальной резьбы со средним шагом (по госТу 1777-52)
- •Параметры «стандартной» квадратной резьбы
- •Параметры метрической резьбы с крупным шагом (по ст сэв 812-75)
- •Номинальные линейные размеры по гост 6636-69 (размеры в мм)
- •Литература
- •Оглавление
- •Раздел 1. Методические указания по выполнению работы 4
- •Раздел 2. Расчеты на прочность деталей винтовых механизмов и соединений 10
- •Раздел 3. Содержание заданий и последовательность выполнения расчетов 24
Коэффициент м3
Таблица 4.
d, мм |
М3 |
10 |
1,00 |
11-25 |
1,10 |
26-40 |
1,15 |
41-65 |
1,20 |
66-100 |
1,23 |
> 100 |
1,25 |
Т1 – коэффициент, учитывающий снижение прочности из-за состояния поверхности.
При статической нагрузке состояние поверхности на прочность детали не влияет и Т1=1.
При симметричном знакопеременном цикле нагружения деталей коэффициент Т1 определяется по формуле
-
, [МПа]
(13)
где а = 0 для полированной поверхности;
а = 0,0004 для шлифованной поверхности;
а = 0,0006 для поверхности, обработанной чистовым резцом;
а = 0,0010 для поверхности, обработанной обдирочным резцом;
а = 0,0017 для поверхности, не обработанной после ковки или штамповки;
а = 0,0020 для поверхностей с коррозией.
Т2 – коэффициент, учитывающий влияние на прочность детали остаточных напряжений.
Если деталь получила необходимую термообработку (отжиг, нормализация и т.п.), то Т2=1. Для деталей без термической обработки рекомендуются следующие значения коэффициента:
для поковок Т2 = 1 + 1,1;
для стального литья Т2 = 1 + 1,15;
для чугунного литья Т2 = 1 + 1,2.
Т3 – коэффициент, учитывающий напряжения при сборке и тугих посадках.
При статической нагрузке Т3 = 1.
Если нагрузка переменная, то при посадке деталей на вал с натягом в опасном сечении вала возникают высокие местные напряжения (концентрация напряжений).
При симметричном цикле нагружения И.А.Одинг рекомендует принимать значения коэффициента Т3 в зависимости от качества поверхности детали и ее материала.
для поверхности без наклепа Т3 = 2,15 + 3,30;
для поверхности с накаткой Т3 = 1,35 + 1,75;
для поверхности цементированной Т3 = 1,20 + 1,25.
Меньшие значения относятся к мягким сталям, а большие – к сталям повышенной твердости.
Из изложенного выше очевидно, что в развернутом виде коэффициенты запаса прочности определяются следующими выражениями.
При статическом нагружении
-
(14)
При симметричном знакопеременном нагружении
или
-
(15)
Раздел 2. Расчеты на прочность деталей винтовых механизмов и соединений
2.1. Силовой винт
Основной причиной выхода из строя передачи винт-гайка является износ.
Расчетная формула для определения среднего диаметра резьбы винта, при котором обеспечивается необходимая износостойкость передачи.
-
(16)
Здесь Кр – коэффициент, зависящий от типа резьбы;
для квадратной и трапецеидальной резьб Кр = 0,8;
для упорной резьбы Кр = 0,65;
Q – осевая нагрузка на винт;
[q] – допускаемое удельное давление;
если гайка чугунная, то [q] = 5 – 6 МПа;
если гайка бронзовая, то [q] = 9 – 11 МПа;
– коэффициент высоты гайки (Н – высота гайки);
значение коэффициента принимается по данным таблицы 5.
Полученное расчетом значение диаметра d2 для трапецеидальной и упорной резьб округляется до ближайшего большего стандартного значения по ГОСТ 9884-73 или ГОСТ 10177-62 (см. таблицы П2 и П3). В соответствии с d2 по ГОСТу принимаются значения наружного, внутреннего диаметра и шага.