МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
ФГТУ ВПО Костромської ГСХА
Кафедра "Деталі машин"
Розрахунково-графічна робота
на тему "Розрахунок конструкції з передачею гвинт - гайка"
Виконав: студент3 курсу 11 групи
факультету механізації с/г
Горбунов Ю.Н.
Прийняв: СкрипкінС.П.
"Кострома 2006"
Зміст
Завдання № 11
1. Загальні відомості
2. Критерії працездатності передачі гвинт-гайка
3. Визначення розмірів гвинта і гайки
4. Перевірка дотримання умови самоторможения
5. Визначення ккд гвинтової пари передачі гвинт-гайка
6. Перевірка гвинта на стійкість
7. Розрахунок елементів гвинта і гайки на міцність
8. Конструювання і розрахунок додаткових елементівпередачі гвинт-гайка
Завдання № 11
Спроектувати (розрахувати івиконати ескіз) знімач для зняття напресованих втулок. В результаті розрахункувизначити: розміри гвинта, висоту гайки, зовнішній діаметр гайки, довжинурукоятки, розміри траверса і лап знімача. Визначити ККД гвинтової пари.
F = 4.5 kH, A = 300 mm, D = 250 mm. Матеріал гайки - бронза.
Профіль різьби - трапецеїдальних,матеріал гвинта Сталь 40.
1. Загальні відомості
Основне призначення передачігвинт-гайка перетворення обертального руху в поступальний. Прикладомвикористання передачі можуть служити механізми в домкратах, пресах,металорізальних верстатах, сільськогосподарських машинах, вантажопідйомних механізмах.
Передачі гвинт-гайка бувають зтертям ковзання, з тертям кочення і вельми різноманітні за конструктивнимирішенням. В домкратах і пресах гайка зазвичай нерухома, а гвинт здійснюєобертальний і поступальний руху. Зустрічаються домкрати з обертовоюгайкою, в цьому випадку гвинт здійснює тільки поступальний рух.
У передачах гвинт-гайка застосовуютьв основному стандартні трапецеїдальні і наполегливі різьблення. Різьба з прямокутнимпрофілем не стандартизована. Ця різьба забезпечує деякий виграш у силіі більш високий ККД, але вона нетехнологічних і міцність її витків нижче, ніж утрапецеїдальної та наполегливої вЂ‹вЂ‹різьблення. Крім того, у прямокутній різьблення при зносівиходить непереборний "мертвий хід", тоді як у трапецеїдальноїрізьблення його можна ліквідувати, використовуючи стяжні гайки. Для виготовленнягвинтів зазвичай застосовують середньовуглецевого сталі марок Ст.4, Ст.5, Сталь 40, Сталь50. Гвинти з легованих сталей з термічною обробкою призначені дляпередач, що працюють при інтенсивних переміщеннях. У цих випадках застосовуютьСталь 40Х, Сталь 40ХН, Сталь 65 та ін
Для гайок в передачах зпідвищеним зносом застосовують оловяністие бронзи марок Бр. ОФ10-05, Бр. ОСЦ6-6-3,Бр. ОФ-10-1. При роботі з великими перервами і помірними навантаженнямивикористовують антифрикційний чавун АСЧ або АВЧ, а також сірий чавун СЧ-12, СЧ-15,СЧ-18, СЧ-21.
2. Критерії працездатності передачі гвинт-гайка
У більшості випадків основнимкритерієм працездатності гвинтової пари є її зносостійкість. Розрахунокза цим критерієм зводиться до обмеження тиску між поверхнями різьбленнягвинта і гайки.
Зазначений розрахунок виконують вЯк проектного, службовця для визначення діаметру гвинта.
Другим критеріємпрацездатності служить міцність гвинта, який в більшості випадківпрацює на стиск і кручення. Для гвинтів стиснення до числа критеріївпрацездатності так само слід віднести їх стійкість, обумовлену коефіцієнтомзапасу стійкості (S ус ).
До критеріїв працездатностігвинтових механізмів відносяться міцність гайок, рукояток, штурвалів, гвинтів длястопоріння гайок і інших, додаткових елементів.
3. Визначення розмірів гвинта і гайки
Розрахунок передачі гвинт гайкапочинають з визначення середнього діаметра різьби (d 2 )за критерієм зносостійкості.
(1)
де
F - розрахунковезусилля, Н;
Y H = H г / D - коефіцієнт висоти гайки, Н г - висотагайки, мм;
Рекомендоване значеннякоефіцієнта висоти гайки 1,2 ... 2,5.
Y h = h/P- Коефіцієнт висоти різьблення, Y h = 0,5;
h - робочависота профілю різьби, мм.;
Р - крок різьби, мм;
[р] - допустиме тиск врізьбі, МПа. [Р] = 12 МПа.
мм. (2)
Отримане значення середньогодіаметра різьби d 2 коригується.
Параметри нестандартноїпрямокутної (квадратної) різьблення узгоджуються з можливістю їївиготовлення на токарно-гвинторізних верстатах, тому крок нарізки отриманий зарекомендації: P = 0.22d 2 ,слід скорегувати зі значенням кроку будь-якої стандартної різьблення (Додаток).
Приймаємо: Р = 3, тоді
P = 3; d 2 = D 2 = 28,5;
Висоту гайки Н визначають заформулою (2), в залежності від прийнятого значення коефіцієнта висоти гайки - Y H.
Н г = Y H Г— d 2 ; Н г = 0,5 Г— 28 , 5 = 57 мм.
Число витків різьби в гайціобчислюється за виразом:
Z = H г /P; Z = 57/3= 19.
Z <10, отже обрана різьба задовольняє нас.
Рис.1 Ескіз гайки з розмірами.
Висота буртика гайки h (рис 1) приймаєтьсяh = (0.5 ... 0.6) Н г : h = 11.7, мм.
Нижня частина гайки працює нарозтяг, тому діаметр D г визначається формулою
(3)
де [s р ] = 640 МПа.
, мм.
Діаметр буртика гайки D г1 визначається по напрузі зминання силою F, що дієпо осі гвинта
(4)
для бронзових гайок [s cм ] = 70- 80 МПа.
, мм.
4. Перевірка дотримання умови самоторможения
Для більшості механізмів,використовують передачу гвинт-гайка, є обов'язковим задоволення умовисамоторможения:
y
де y - кут підйому гвинтової лінії по середньому діаметру;
j- Кут тертя гвинтової пари.
Кут тертя визначається зспіввідношення:
j= Arc tg f д
де f д- дійсний коефіцієнт тертя в гвинтовій парі.
Дійсний коефіцієнттертя для поєднання: сталь по сталі приймають - 0.15, сталь по чавуну - 0.3,сталь по бронзі - 0.12.
При типах різьблень відмінних відпрямокутної (квадратної), замість коефіцієнта f д підставляють умовний (наведений) коефіцієнт тертя.
,
де -кут між бічною стороною профілю різьби в напрямку дії навантаження іперпендикуляром до осі гвинта.
Для різьблень, відмінних за профілемвід прямокутної, використовують поняття приведеного кута тертя:, де f пр = 1,03 f Д
;
Для всіх видів різьблень кутпідйому нарізки різьблення визначається за співвідношенням:
(5)
де Р - крок різьби, мм;
d 2 - Середній діаметр різьби, мм.
(6)
Для Самотормозящій гвинтіввеличина кута тертя гвинтової пари знаходиться в межах 5 В° ... 7 В°. Тоді, щоб згарантією дотриматися умови самоторможения - (y
1,920 <6,84 - умовавиконується.
5. Визначення ккд гвинтової пари передачігвинт-гайка
Визначення ККД гвинтової паридля прямокутної різьби проводиться по рівнянню:
(7)
Для різьблення іншого профілюзамість підставляється.
6. Перевірка гвинта на стійкість
Перевірка стислих гвинтів настійкість зводиться до визначення коефіцієнта запасу стійкості (n). Гнучкість гвинта залежить від його діаметра, довжини івизначається за формулою:
,(8)
де l-гнучкість гвинта;
l - розрахунковадовжина гвинта, то...
