
- •Донской государственный технический университет
- •Конструирование простых винтовых устройств Методические указания
- •1. Цели и задачи Работы.
- •Содержание работы.
- •Задания на расчетно-графическую работу.
- •Исходные данные для задания №8 струбцина (Рис.3.8)
- •Конструирование винтовых устройств.
- •Алгоритм разработки конструкции.
- •Составление и анализ структурной схемы механизма.
- •Конструирование винтов.
- •Материалы для изготовления винтов.
- •Определение формы и размеров винта.
- •5.2.1. Определение формы винта.
- •5.2.3. Определение размеров винтов в опасных сечениях.
- •Полученную величину округляем в большую сторону до целого числа по гост 6636-83 «Нормальные линейные размеры в машиностроении»;
- •5.2.4. Проверка винта на устойчивость.
- •5.2.5. Проверка условия самоторможения резьбы.
- •Конструирование гаек винтовых устройств.
- •Определение размеров гайки
- •Определение высоты гайки
- •Определение размеров буртика гайки.
- •Определение наружного диаметра гайки съёмника для втулок (задание №5).
- •Определение размеров гайки механизма отвода муфты (задание № 6).
- •Конструирование чашек и захватов.
- •Задания №1 и 4.
- •Задания № 2 и 3.
- •Задание № 5.
- •Задание № 6
- •Конструирование рукояток.
- •Материалы для изготовления рукояток и штурвалов.
- •Определение длины рукоятки и радиуса штурвала.
- •Центровые отверстия (по госТу 14034-68), размеры в мм
- •О пределение диаметра рукоятки.
- •Стопорные винты
- •Шарнирные соединения в заданиях № 2 и 3.
- •Задание № 2.
- •Задание № 3.
- •Определение длины оси
- •Определение линейных размеров винта.
- •Корпусные детали
- •Задание № 3.
- •Толщина стенки
- •13. Коэффициент полезного действия винтового устройства.
- •13.1. К.П.Д. Винтового устройства
Задание № 5.
З
ахват
в съёмнике для втулок имеет форму,
показанную на рис. 7.3.
Рис.7.3
Размеры b, Н1, d0З, с4, принимаются по ранее полученным размерам зуба винта (пп. 5.2.2, 5.2.3)
Ширина В≈3 мм;
Dн =Dнар.вт. –2мм;
Dвн =Dвн.вт.+1,0мм.
где Dнар.вт. и Dвн.вт. – наружный и внутренний диаметры заданной втулки.
Толщина
захвата δ определяется из расчета на
изгиб (
):
,
Нмм;
,
мм,
где
(величиной
пренебрегаем);
[σи]=(0,5…0,6)σт материала захвата.
Задание № 6
В
механизме отвода муфты гайка связана
с исполнительным механизмом через
пальцы (рис 6.4). Пальцы изготавливаются
из сталей: ст.3, 20, 30 и привариваются к
гайке.
Д
Рис.7.4
;
l1 – см. п.6.2.5;
l=10…15мм;
[σИ]=(0,5…0,6) σТ
l2=(1,2…1,3)l;
7.5 Задание № 7.
К
онструкция
чашки – рис. 7.5.
Материалы: сталь ст.3, 20, 20Л т.п.
Принять: dотв =d0 +(2…3)мм и округлить до целого четного значения.
dвн =dш +(2…3)мм
dш=(1,5…2) dотв.
Толщина шайбы –2-3мм.
Диаметр dн определяется из расчета на смятие
;
где [σсм]= (13…15)Мпа т.к. контактирующие поверхности подвижны относительно друг друга.
По
диаметру
принимается диаметр головки винта D
(п.5.2.1.). При этом нужно чтобы выполнялось
соотношение
D=
≥(1,5…2)d,
где d – диаметр винта.
k=(2…3)мм (рис. 7.5).
Толщиной стенки удобнее задаться, а потом проверить её на прочность. По условиям изготовления и эксплуатации δ ≥ (6...8)мм для точеных чашек и δ ≥ (8…10)мм для литых.
Принятые размеры проверяются на сжатие.
,
где
=
(0,6…0,8)
материала
чашки.
.
Конструирование рукояток.
Материалы для изготовления рукояток и штурвалов.
Рукоятки изготавливаются из сталей: ст. 3; ст.4; 35; 45.
Штурвалы (маховички) отливаются из чугуна СЧ15. С ними используется ручка штурвала из стали ст. 3.
Определение длины рукоятки и радиуса штурвала.
С помощью рукоятки рабочий создает момент Траб для преодоления сопротивления в резьбе Тр и на опорной поверхности чашки или торца винта, или гайки – Топ (п.4.2.) должно быть
Траб=Рраб·lрасч.≥Тр+Топ.
где Рраб – усилие рабочего на рукоятке;
Рраб=120-150Н при длительной непрерывной работе;
Рраб=200-250Н при кратковременной (до 5мин) с большими
перерывами работе;
lрасч – расчетная длина рукоятки;
- момент сопротивления
в резьбе;
-
средний диаметр резьбы винта;
и
– угол подъема резьбы и приведенный
угол трения (п. 5.2.5.)
Топ – момент трения на опорной поверхности:
задания
№ 1 и 4 –
(п. 5.2.2. рис. 5.2)
задания
№ 2 и 3 -
,
Параметры d1, l1 и α берутся из таблицы 8.1.
Таблица 8.1
Центровые отверстия (по госТу 14034-68), размеры в мм
Форма 1
|
Dmax*) |
d |
L, не менее |
l |
30
40
60
80 |
4
5
6,3
8 |
8,4
10,6
13,4
17,1 |
3,4
4,3
5,4
7 |
|
Форма 2
|
Dmax*) |
d |
L1, не менее |
L1 |
30
40
60
80 |
4
5
6,3
8 |
9,6
12,2
15,2
19,1 |
4,6
5,7
7,2
9 |
*)примечание Dmax – диаметр вала, с которого снимается шкив или подшипник.
Задания
№ 5 и 7:
,
где Dн – наружный диаметр опорной поверхности (задание № 5-гайки, рис 6.4; задание № 7 – чашки, рис.7.7)
d – внутренний диаметр опорной поверхности (задание № 5- диаметр резьбы, рис 6.4; задание № 7 – dотв, рис.7.7)
f – коэффициент трения сухих поверхностей
f= 0,15…0,18 – сталь по чугуну;
f= 0,18…0,3 – сталь по стали.
Полная длина рукоятки l (рис. 8.1)
l =lрасч. +Dг/2+120…150мм,
где Dг – диаметр головки винта (п. 5.2.2)
Длина 120…150мм добавляется для удобства захвата рукоятки рукой и для установки упорных шайб на концах рукоятки.
В механизме отвода муфты (задание № 6) используется штурвал по нормали МН –5 –64 [3,6].
Усилие рабочего на штурвале Рраб= (120…140)Н
Радиус
штурвала
По радиусу штурвала по нормали подбирается штурвал и рукоятка к нему.