
- •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
Полученную величину округляем в большую сторону до целого числа по гост 6636-83 «Нормальные линейные размеры в машиностроении»;
Диаметр отверстия в зубе принимается на 0,5…1 миллиметр больше диаметра оси: dоз = d0 +(0,5…1)мм
Расчет размеров проушины винта (для задания №5).
Ширина проушины «b» может быть:
Вариант №1: меньше ( не менее 15 мм.), но тогда на конце винта выполняют зуб (рис 5.5.а).
Вариант №2: несколько больше наружного диаметра винта (см. лист задания и рис.5.7.)
Вариант №1
а) Определить
толщину зуба «
».
На
поверхности контакта деталей ось – зуб
под нагрузкой возможно смятие (
).
При
расчетах на смятие цилиндрических
поверхностей
.
Поэтому
,
мм.
где
=0,8
,
МПа.
Полученное
значение
принимается равным ближайшему большему
целому числу. Но делать
<15мм
не нужно.
б) Размеры зуба в сечении А-А (рис. 5.5.а)
Необходимо
найти из условия прочности на растяжение:
Толщина «b» принята ранее (п.а)
Ширина
,
мм.
Округлить до ближайшего целого значения Н1.
Тогда радиус скругления R2 = 0,5 Н1
С4 = 5мм.- размер обеспечивающий выход резьбонарезного инструмента.
в) Размеры зуба в сечении В-В(рис. 5.5.а)
Необходимо проверить прочность сечения при действии растягивающих нагрузок
.Толщина
«b»
принята ранее (п.а) ,
- из удобства изготовления.
где
d1
- внутренний диаметр винта
Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить толщину зуба.
Вариант №2:
Рис. 5.7.
Задаем ширину зуба b= d +(4…6)мм
Проушина винта в сечении А–А работает на растяжение:
,
Принимаем Dпр > b + (4…6 мм).
5.2.4. Проверка винта на устойчивость.
Если
винт сжат, то при гибкости λ≥55 его
необходимо проверить на устойчивость.
где μ – коэффициент приведения длины, учитывающий закрепление винта в опорах;
μ=1 – если оба конца винта закреплены шарнирно или один из них направляется гайкой;
μ= 2 – один конец винта свободен, второй направляется гайкой;
μ=0,5 – оба конца закреплены жестко.
При
определении μ,
если винт на опорах скольжения и в каждой
опоре соотношение длины цапфы винта
и её диаметра
,
то можно считать такие опоры шарнирными (задание № 6).
lmax – максимальная высота подъёма винта или наибольшее расстояние от гайки до торца винта;
–
радиус инерции
сечения винта.
Для
винтов можно принимать
.
{Строго:
где
,
}
Условие устойчивости при действии сжимающих нагрузок
где
– допускаемое напряжение при расчете
винта на сжатие (см. выше);
φ – коэффициент понижения допускаемого напряжения.
Величина φ принимается по таблице 5.1 в зависимости от гибкости винта λ.
Таблица 5.1
Значение коэффициента φ в зависимости от гибкости λ
-
Гибкость λ
Коэффициент φ
Гибкость λ
Коэффициент φ
Сталь
Ст.3; Ст.4;
Сталь 40
Сталь
Ст.5;
Сталь 45;
Сталь 50
Сталь
Ст.3; Ст.4
Сталь 40
Сталь
Ст.5;
Сталь 45;
Сталь 50
0
1,00
1,00
80
0,70
0,65
10
0,93
0,97
90
0,62
0,55
20
0,95
0,95
100
0,51
0,43
30
0,91
0,91
110
0,43
0,35
40
0,89
0,87
120
0,37
0,30
50
0,86
0,83
130
0,33
0,26
60
0,82
0,79
140
0,29
0,23
70
0,76
0,72
150
0,26
0,21
Если условие работоспособности не выполняется, то необходимо увеличить диаметр винта и повторить эту проверку.