Расчет силы зажима заготовки (Методические указания по выполнению лабораторной (практической) работы № 3)

Цель работы:

Приобретение студентами основных навыков работы в определении усилий зажима заготовки в зажимном механизме.

Исходные данные:

1.  Схема винтового зажимного механизма (задание №1).

2.  Схема стандартизованного винтового прихвата (задание №2).

3.  Схема Г- образного прихвата (задание №3).

4.  Схема рычажного зажимного механизма (задание №4).

5.  Размеры необходимые для расчета.

Перечень справочной литературы:

·  Черпаков Б.И.   Технологическая оснастка.- М..- ACADEMA 2003г.

·  Горошкин А.К.   Приспособления для металлорежущих станков.- М..- Машиностроение 1979г.

Краткие теоретические сведения:

1.  Винтовые зажимные механизмы.

2.  Установочные элементы приспособлений.

3.  Требования, предъявляемые к зажимным механизмам.

Порядок проведения работы (план):

1.  Выполнить эскизы расчетных схем, на которых указать:

1.1.   размеры необходимые для расчета.

1.2.   силу Q, с которой зажим зажимает заготовку.

1.3.   внешнюю силу Р (сила, приложенная к рукоятке).

1.4.   заготовку и основные элементы, входящие в состав зажимного механизма.

2.  Рассчитать силу Q, с которой зажим зажимает заготовку.

3.  Рассчитать номинальный наружный диаметр винта d в зависимости от требуемого усилия зажимаQ и допускаемого напряжения [σ_р].

Содержание отчета:

1.  Титульный лист с названием работы.

2.  Цель и задание на практическую работу.

3.  Эскизы расчетных схем со всеми необходимыми размерами и обозначениями.

4.  Расчет силы Q, с которой зажим зажимает заготовку.

5.  Расчет номинального наружного диаметра винта d в зависимости от требуемого усилия зажимаQ и допускаемого напряжения [σ_р].

Задание № 1

№ п/п	d, мм	P, Н	№ п/п	d, мм	P, Н
1.	10	10	16.	10	16
2.	15		17.	15
3.	20		18.	20
4.	25		19.	25
5.	30		20.	30
6.	10	12	21.	10	18
7.	15		22.	15
8.	20		23.	20
9.	25		24.	25
10.	30		25.	30
11.	10	14	26.	10	20
12.	15		27.	15
13.	20		28.	20
14.	25		29.	25
15.	30		30.	30

1.  Рассчитать силу Q, с которой винтовой зажим зажимает заготовку.

2.  Определить номинальный наружный диаметр винта в зависимости от требуемого усилия зажима.

Дано:

P=

d=

Найти: Q- ?

Решение.

1. Расчет силы зажима заготовки для винтового зажимного механизма определяется по формуле:

 [Н], где

Р - сила, приложенная к рукоятке или ключу равна 14…20 Н (по условию задачи),

L – расстояние от оси винта до точки приложения силы  Р, мм;

(оптимальное расстояние принимаем в соотношении L = 14d) 

- средний радиус резьбы, мм;

 - угол подъема резьбы винта, град.                

- приведенный угол трения, град.

d– номинальный, наружный диаметр винта, мм;

Для метрической резьбы с крупным шагом (условие самоторможения винта , где ) принимаем:

     

2. В зависимости от требуемого усилия зажима Q и допускаемого напряжения винта на растяжение определяют номинальный наружный диаметр винта:

 [мм]

[] – допускаемое напряжение на растяжение, которое выбирается в зависимости от материала винта при переменной нагрузке.

[]  58…98 МПа.

Винты и гайки изготовляют из  Стали 35; 45 ГОСТ 1050-88; твердостью HRC30…35

Задание  № 2

№ п/п	L1, мм	L2 мм	P, Н	Dн, мм	d мм	№ п/п	L1, мм	L2 мм	P, Н	Dн, мм	d мм
1.	35	45	10	40	20	16.	35	45	16	40	20
2.	40	50		45	22	17.	40	50		45	22
3.	45	55		50	24	18.	45	55		50	24
4.	50	60		55	26	19.	50	60		55	26
5.	55	65		60	40	20.	55	65		60	40
6.	35	45	12	40	20	21.	35	45	18	40	20
7.	40	50		45	22	22.	40	50		45	22
8.	45	55		50	24	23.	45	55		50	24
9.	50	60		55	26	24.	50	60		55	26
10.	55	65		60	40	25.	55	65		60	40
11.	35	45	14	40	20	26.	35	45	20	40	20
12.	40	50		45	22	27.	40	50		45	22
13.	45	55		50	24	28.	45	55		50	24
14.	50	60		55	26	29.	50	60		55	26
15.	55	65		60	40	30.	55	65		60	40

1.  Рассчитать силу Q, с которой стандартизованный винтовой прихват зажимает заготовку.

2.  Определить номинальный наружный диаметр винта в зависимости от требуемого усилия зажима.

Дано:

L₁=

L=

D_н=

P=

d=

Найти: Q- ?

Решение.

1. Расчет силы зажима заготовки для винтового зажимного механизма определяется по формуле:

 [Н] , где

Р- сила, приложенная к рукоятке или ключу равна 14…20 Н (по условию задачи),

L – расстояние от оси винта до точки приложения силы  Р, мм;

- средний радиус резьбы, мм;

 - угол подъема резьбы винта, град.                

- приведенный угол трения, град.

D_н-наружный диаметр опорного торца винта, шайбы или гайки, мм;

d– номинальный, наружный диаметр винта, мм;

 - КПД, учитывающий потери на трение между прижимной планкой и опорой (= 0,95);

Оптимальное расстояние L следует принимать в соотношении

L = 14·d

Для метрической резьбы с крупным шагом (условие самоторможения винта , где ) принимаем:

     

2. В зависимости от требуемого усилия зажима Q и допускаемого напряжения винта на растяжение определяют номинальный наружный диаметр винта:

 [мм]

[] – допускаемое напряжение на растяжение, которое выбирается в зависимости от материала винта при переменной нагрузке.

[]  58…98 МПа.

Винты и гайки изготовляют из  Стали 35; 45 ГОСТ 1050-88; твердостью HRC30…35

Задание № 3

№ п/п	L1, мм	Н мм	P, Н	d мм	№ п/п	L1, мм	Н мм	P, Н	d мм
1.	45	70	10	20	16.	45	70	16	20
2.	50	75		25	17.	50	75		25
3.	55	80		30	18.	55	80		30
4.	60	85		35	19.	60	85		35
5.	65	90		40	20.	65	90		40
6.	45	70	12	20	21.	45	70	18	20
7.	50	75		25	22.	50	75		25
8.	55	80		30	23.	55	80		30
9.	60	85		35	24.	60	85		35
10.	65	90		40	25.	65	90		40
11.	45	70	14	20	26.	45	70	20	20
12.	50	75		25	27.	50	75		25
13.	55	80		30	28.	55	80		30
14.	60	85		35	29.	60	85		35
15.	65	90		40	30.	65	90		40

1.  Рассчитать силу Q, с которой Г- образный прихват зажимает заготовку.

2.  Определить номинальный наружный диаметр винта в зависимости от требуемого усилия зажима.

Дано:

L₁=

P=

Н=

d=

q=

f =

Найти: Q- ?

Решение.

Расчет силы зажима заготовки для винтового зажимного механизма определяется по формуле:

 [Н], где

Р - сила, приложенная к рукоятке или ключу равна (от 14…20 Н),

L– расстояние от оси винта до точки приложения силы