Выполнение проектировочных расчетов основных деталей домкрата (винт, гайка, рукоятка)

Содержание

Введение   …………………………………………………………………………………………………………………………….2

1. Расчет передачи

1.1. Проектировочный расчёт винта ……………………………………………………………………….4

1.2. Проверочный расчет винта на статическую прочность ……….………………........7

1.3. Проверочный расчет винта на устойчивость ……………….…….………………….………9

2. Расчет основных размеров гайки

2.1. Определение внешнего диаметра гайки.......................................................... 12

2.2. Определение диаметра бурта гайки……………………………………..……13

3. Расчет размеров рукоятки

3.1. Расчет длины рукоятки……………………………………………….………..15

Приложения  ………………………………………..…………………….…………………………………………..…………16

Справочная литература  ………………………………………………..………………….…………………….……….17    

Введение

Распорный домкрат состоит из подвижного корпуса, в который запрессована гайка и вставлен винт. Перемещение винта осуществляется посредством вращения рукоятки. При вращении рукоятки корпус вращается вокруг своей оси, при этом два винта домкрата вкручиваются, выдвигая чашки, расположенные с двух сторон корпуса. Механизм служит для раздвижения объектов большой массы. Широко используется в строительстве.

Принцип работы  данного домкрата основан на передаче винт-гайка. Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения  в поступательное.  Достоинством рассматриваемой передачи является простота конструкции, ее компактность и надёжность в работе. К недостаткам передачи следует отнести  сравнительно низкий КПД.

В техническом задании представлена  стандартная трапецеидальная резьба. Она обладает высокой прочностью витков, технологична, имеет более высокий КПД, чем метрическая резьба, может использоваться при реверсивной нагрузке.

Винт и гайка должны составлять прочную и износостойкую антифрикционную пару. Исходя из этого, материалом винта служит сталь 50, а гайки – бронза БрО6Ц6С3.

Схема домкрата представлена на рисунке 1

Задачей данной работы является выполнение проектировочных расчетов основных деталей домкрата (винт, гайка, рукоятка), а также разработка эскиза узла, состоящего из этих деталей.

Схема домкрата

1 - винт; 2 - гайка; 3 - рукоятка; 4 - чашка; 5 - корпус; 6 - фиксатор

1.РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ВИНТА

1.1 Проектировочный расчёт винта

Задачей раздела является определение параметров резьбы винта.

Опыт эксплуатации передач винт-гайка показывает, что основной причиной выхода из строя является изнашивание резьбы. Следовательно, критерием проектировочного расчёта является износостойкость. Условие работоспособности по критерию износостойкости может быть записано в виде

                                                         (1.1)

где p – среднее давление на поверхности резьбы, Н/мм²; [p] – допускаемое давление для данного сочетания трущихся материалов, Н/мм².

Согласно техническому заданию винт изготовлен из стали 50, а гайка из бронзы БрО6Ц6С3, поэтому выбираем[p]=10 Н/мм².

Известно, что среднее давление на контактирующих поверхностях может быть определено по формуле

                                                          (1.2)

где  - нормальная сила, Н;  – площадь контактирующих поверхностей, мм²

Для нахождения величин F и A_к составим расчетную схему (рис.1).

Считая, что нагрузка распределена равномерно по виткам гайки и пренебрегая углом подъёма резьбы, запишем выражение для площади, по которой распределено давление

                                                    (1.3)

где   – число витков гайки.

Введём коэффициенты

    и    

Значения коэффициентов выбираем согласно предложенным вариантам [1, c.9]  (резьба упорная).

Выражение (1.3) с использованием коэффициентов  может быть преведено к виду

.                                                   (1.4)

Тогда, подставляя значения  и  в выражение (1.2) и полученное выражение для p в условие (1.1), получим формулу для проектировочного расчёта винта

d₂≥                                           (1.5)

Подставляя численные значения в выражение (1.5), получим величину среднего диаметра резьбы винта. Величина  приведена в техническом задании.

В соответствии с ГОСТ 10177-82  находим параметры резьбы винта, обеспечивающие износостойкость данной винтовой пары: d = 28мм; d₂  = 24.25мм; d₃  = 19.322мм; P = 5мм, определение которых и являлось задачей данного раздела.

1.2. Проверочный расчет винта на статическую прочность

Задачей данного раздела является проверка винта на прочность, по выбранным в разделе 1.1. размерам.

Условие прочности винта имеет вид

                                                            (1.6)

где s - расчетный коэффициент запаса прочности; [s] -  допускаемый (нормативный) коэффициент запаса прочности;

Выбираем [s] = 3, так как для домкратов имеет место большая вероятность внецентренного приложения осевой нагрузки. Фактический коэффициент запаса прочности определяем по формуле