Расчет механического съемника (максимальный диаметр снимаемой детали – 220 мм, максимальная высота снимаемой детали – 140 мм, максимальное усилие съемника – 3350 кг)

Министерство образования Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра: «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей»

Курсовая работа

по предмету «Основы расчета и проектирования технологического оборудования автотранспортных предприятий»

на тему: «Расчет механического съемника»

Выполнил:

Проверил:

Волгоград, 2005 г

Техническая характеристика съемника

Предложенный в данном проекте механический съемник предназначен для съема с валов напрессованных на них деталей типа подшипников качения, шкивов и т.д. Съемник состоит из траверсы, на которой свободно перемещаются захваты (лапы), упорного винта, рабочего винта, гаек, крестовин и рычагов, соединенных между собой осями посадкой с зазором.

Техническая характеристика съемника:

Максимальный диаметр снимаемой детали – 220 мм.

Максимальная высота снимаемой детали – 140 мм.

Максимальное усилие съемника – 3350 кг.

Максимальный ход упорного винта – 80 мм.

2.  Прочностной расчет

2.1.  Расчет передачи винт-гайка

Основное назначение передачи винт-гайка – преобразование вращательного движения в поступательное. При простой и компактной конструкции передача винт-гайка позволяет получить большой выигрыш в силе или осуществлять медленные и точные перемещения.

Основным критерием работоспособности винтовой паря является износостойкость. Расчет по этому критерию сводится к ограничению давления между поверхностями резьбы винта и гайки. Другим критерием работоспособности служит прочность винта. Расчет прочности винта выполняется по опасной точке исходя из гипотез пластичности.

1.  Определение среднего диаметра винта из расчета на износостойкость (ограничение давления в резьбе)

Для расчета используется формула:

d₂=,                    (1)

где d₂ – средний диаметр винта, мм;

Q – осевое усилие, действующее на винт, Q=16750 Н;

 - коэффициент высоты гайки,y=1,9;

g - отношение высоты рабочего профиля резьбы к ее шагу, g=0,5;

[р] – допускаемое давление в резьбе, [р]=7 Н/мм².

d₂==28 мм

Принимаем винт с трапецеидальной резьбой по ГОСТ 9484-73, для которого наружный диаметр d=30 мм, внутренний диаметр d₁=23 мм, средний диаметр d₂=27 мм, шаг резьбы S=6 мм, рабочая высота профиля h=3 мм.

2.  Определение высоты гайки

Для расчета используется формула:

Н_г= × d₂                  (2)

Н_г=1,9×27=51,3 мм

3.  Определение количества витков резьбы в гайке

Для расчета используется формула:

z_г =Н_г/S                     (3)

z_г =51,3/6=8,6

Т.к. количество витков резьбы в гайке не превышает 10, то изменение параметров резьбы не требуется.

Проверка винта на устойчивость

Проверка винтов на устойчивость сводится к определению коэффициента запаса устойчивости и сопоставлению его с допустимым коэффициентом запаса:

n_у=Q_кр/Q³[n_у],                    (4)

где n_у – коэффициент запаса устойчивости;

Q_кр – критическая сила, действующая на винт, Н;

[n_у] – допустимый коэффициент запаса устойчивости, [n_у]=4

Приведенный момент инерции определяется по формуле:

J_пр=p×d₁⁴×(0,4+0,6×d/d₁)/64                      (5)

J_пр=3,14×23⁴×(0,4+0,6×30/23)/64=16237 мм⁴

Расчетная гибкость винта определяется по формуле:

l=m ×l / i,                    (6)

где m - коэффициент приведения длины, m=2;

l – длина резьбовой части винта, мм, l=215 мм;

i – радиус инерции сечения винта, мм.

Радиус инерции сечения винта определяется по формуле:

i=                           (7)

i==6,25 мм

По формуле (6) определяется гибкость винта:

l=2×215/6,25=69

Критическая сила определяется по формуле Тетмайера-Ясинского:

Q_кр=p×d₁²×(a-в×l)/4,                      (8)

где а, в – эмпирические коэффициенты, для стали 45 а=450 Н/мм², в=1,67 Н/мм².

Q_кр=3,14×23²×(450-1,67×69)/4=139018 Н

По формуле (4) определяется коэффициент запаса устойчивости:

n_у=139018/16750=8

Т.к. n_у>[n_у], т.е. 8>4, то устойчивость винта обеспечивается.

5. Проверка винта на прочность

Прочность винта обеспечивается, если соблюдается условие прочности согласно гипотезе энергии формоизменения:

,                 (9)

где s_экв – эквивалентное напряжение, Н/мм²;