Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный политехнический университет” Кафедра “Машиноведение и детали машин”

Пресс ручной

Пояснительная записка

ДМ 17.00.00.00 ПЗ

Курсовой проект

Студент гр. 3043/1 ________ Приходченко И.А.

_{(подпись)}

Преподаватель ________ Иванов Б.С.

_{(подпись)}

“__”_______2010 г.

Санкт-Петербург

2010

Содержание

л.

1. Введение 3

1.1 Передача винт-гайка 3

1.2 Принцип работы 3

2.Расчеты винта 4

2.1 Проектный расчет винта (по износостойкости) 4

2.2 Проверочный расчет винта на статическую прочность 7

2.2.1 Проверка механизма на самоторможение 12

2.3 Проверочный расчет винта на устойчивость 12

3. Расчет гайки 16

3.1 Определение посадочного диаметра гайки D_Г (проектный расчет) 16

16

3.2 Определение диаметра бурта гайки D_Б (проектный расчет) 17

3.3 Проверочный расчет бурта гайки на срез 18

3.4 Проверочный расчет витка резьбы гайки на срез 19

4. Расчет рукоятки 20

4.1 Определение расчетной длины рукоятки (проектный расчет) 20

Условие ограничения длинны: , где [L_р]=1000 мм. 20

4.2 Определение диаметра рукоятки (проектный расчет) 21

5. Оценка КПД винтового механизма 22

6. Выводы 22

ПРИЛОЖЕНИЯ 23

Список литературы: 26

Пресс ручной

СПбГПУ 3043/1

1. Введение

1.1 Передача винт-гайка

Д анная работа выполнена на основании технического задания МДМ 17.00.00.00. ТЗ от 03.09.10. Разработан пресс с целью обеспечения давления на обрабатываемую деталь, т.е. наибольшей силы давления - 40 кН, с наибольшим осевым перемещением 300 мм, для кратковременного режима работы.

В результате исследования для обеспечения заданных параметров выбран материал для винтов – Ст5, материал для гайки – БрА9Ж4, материал для рукоятки - Ст3. В качестве ходовой резьбы выбрана упорная резьба.

Произведен проектировочный расчет передачи винт-гайка по критерию износостойкости, проверочный расчет винта на прочность и на устойчивость, проектировочный расчет наружного диаметра гайки, проектировочный расчет бурта гайки, проверочный расчет бурта гайки на срез, а также расчет длины и диаметра рукоятки.

1.2 Принцип работы

На станину устанавливается деталь. При вращении ручки момент от неё передаётся на винт пресса, который совершает вращательно-поступательное движение, передает усилие и трение на установленную под ним пяту. Пята передает усилие на ползун, который в свою очередь давит на обрабатываемую деталь. Чтобы не происходило реверсного перемещения винта, в винтовой паре винт-гайка используется упорная резьба.

2.Расчеты винта

2.1 Проектный расчет винта (по износостойкости)

Задача расчета: определение стандартных параметров заданной резьбы: диаметров и шага.

Критерий работоспособности: износостойкость винтовой пары

где – удельное давление в витках резьбы, МПа;

– допускаемое удельное давление в витках резьбы, МПа (табл. 1).

Таблица 1

Допускаемые напряжения в винтовой паре

Материалы винтовой пары	[p], МПа
Сталь закаленная - бронза оловянная	10-13
Сталь незакаленная - бронза оловянная	8-10
Сталь закаленная - бронза безоловянная или антифрикционный чугун	7-9
Сталь незакаленная - бронза безоловянная или антифрикционный чугун	6-7
Сталь незакаленная - серый чугун	4-5
Сталь - сталь	7,5 - 13

В соответствии с заданными материалами винтовой пары выбираем допускаемое напряжение .

d

F

Рис.2 Схема нагружения винтовой пары

d – наружный (номинальный) диаметр винта; d₂ – средний диаметр резьбы; d₃ – внутренний диаметр винта по дну впадины; Н₁ – рабочая высота профиля витка; s – шаг резьбы;  - угол профиля резьбы; b – ширина профиля резьбы у основания; D_Г – наружный (посадочный) диаметр закладной гайки; Н_Г – высота гайки; D_б – диаметр бурта гайки; Н_б – толщина диаметра бурта;

Делаем допущения, идущие в запас:

1. Пренебрегаем углом профиля резьбы (полагая, что 0, т.е. имеем прямоугольную резьбу).

2. Полагаем, что нагрузка на сопряженные витки резьбы распределяется равномерно.

Тогда удельное давление можно определить в общем виде из следующего выражения:

где F_n – нормальная сила, действующая в витках резьбы, Н;

А_n – площадь соприкосновения витков резьбы винта и гайки, мм²;

осевая нагрузка на винтовую пару (или механизм), Н;

площадь проекции одного витка резьбы на плоскость, перпендикулярную к оси винта, мм² (рис.2); .

В этом случае выражение для определения удельного давления можно записать в виде:

Введем вспомогательные коэффициенты ₁ и ₂ ,

где коэффициент рабочей высоты профиля резьбы, откуда

Для упорной резьбы: ₁= 0,75;

s – шаг резьбы, мм;

коэффициент высоты гайки (₂ = 1,6…2,5). Принимаем .

– высота гайки, откуда или

С учетом сделанных преобразований получаем формулу:

А расчетное значение среднего диаметра резьбы (d₂*) определяется из выражения:

По диаметру d₂ в соответствии с ГОСТ 9484-73 находим параметры резьбы, обеспечивающие износостойкость используемой винтовой пары. (Приложение, табл. 1).

Находим высоту гайки H_Г:

мм

Округляем расчетное значение высоты гайки до стандартного из ряда предпочтительных чисел (Приложение, табл.2).

Затем проверяем условие:

В данном механизме принимаем число витков z = 11.07 и проверяем выполнение условия износостойкости:

Выбираем трапецеидальную резьбу 44×7.

Работоспособность винта по критерию износостойкости обеспечена.