|
| |
|
Главная Промышленность  Рис. 9.7. Расчетная схема домкрата ние осевой силой и кручение моментом винтовой пары d мм. (9.18) где допускаемое напряжение на растяжение материала гайки для бронзы [Ор] = 34...44 МПа, для чугуна - 20...34 МПа. Наружный диаметр фланца гайки (рис. 9.7) определяют из условия прочности на смятие: (9.20) где допускаемое напряжение на смятие материала гайки для бронзы или чугуна по чугуну или стали [Осм] = 42...55 МПа. Для более равномерного распределения осевой нагрузки по виткам резьбы высоту фланца гайки принимают G== (0,25... 0,3) Hp (9.21) "и проверяют на срез: (9.22) где допускаемое напряжение на срез для бронзы [тср] = 20...25 МПа, для чугуна 20... ...30 МПа. Винты, воспринимающие сжимающие нагрузки, проверяют на устойчивость Одоп=[Оеж1/=-ф>0, (9.23) где Qnon - допустимая осевая нагрузка на винт из условия устойчивости, Н; [Осж1 = Y - допускаемое напряжение на сжатие стального винта, МПа (значение От см. в табл. 3.12 и табл. 8.3); =-4--площадь поперечного сечения винта, мм; ф - коэффициент понижения допускаемых напряжений на сжатие выбирают по гибкости стержня ?i= (табл. 9.5). Таблица 9.5. Значения коэффициента понижения допускаемого напряжения tp в зависимости от гибкости Я
Здесь р. - коэффициент приведения длины сжатого участка винта, зависящий от способа закрепления его концов. Опоры скольжения при <: 2 и опоры качения при одном подшипнике в опоре эквивалентны шарнирной опоре; гайка с опорой рассматривается как заделка; разъемную гайку считают шарнирной опорой. Следовательно: р, = 1 - оба конца винта закреплены шарнирно или один из них направляется гайкой (ходовые винты); р. = 2 - один конец винта свободен, другой закреплен жестко или направляется гайкой (винт домкрата); J1, = 0,7 - один конец винта закреплен жестко или направляется гайкой, другой закреплен шарнирно (винт пресса); f -наибольшая длина сжатой части винта: для винтов, у которых второй опорой служит гайка, - расстояние между серединами опоры и гайки; для винтов пресса и домкрата - расстояние между опорной поверхностью винта и серединой гайки (размер I на рис. 9.7); 1шш = j ~ минимальный радиус инерции поперечного сечения винта, мм; Q - заданная нагрузка, Н. В случае недостаточной жесткости винта, т. е. при С2доп<! <;Q необходимо увеличить диаметр винта da-Проверяют винт на прочность по эквивалентному напряжению в наиболее опасном сечении. Для винта домкрата, пресса, съемника, струбцины (рис. 9.5, 9.6) опасным является одно из сечений между гайкой и рукояткой: l/l5)+3(r<M.(9.24, где Т - крутящий момент, возникающий в опасном сечении викта: в прессах, съемниках, струбцинах Т = Топ + Тр, в домкратах Т = Тр, [о] = - допускаемое напряжение на сжатие или растяжение стальных винтов. Если расчетное напряжение Оэкв>[<71, необходимо увеличить диаметр или выбрать другой материал винта. i Определяют необходимую длину рукоятки (или радиус штурвала) передачи из условия равновесия движущего момента, создаваемого рабочим Траб и моментом- трения в опоре-Топ, в резьбе - Тр: Траб = Топ + Тр. (9.25) Момент, создаваемый рабочим Траб = Пр . FpLK, (9.26) где Пр - количество рабочих; Fp -усилие, создаваемое одним рабочим на рукоятке (штурвале), Fp = 300 Н; L - длина рукоятки (радиус штурвала), мм; /<"-коэффициент, учитывающий неудобство одновременной работы двух или более рабочих, К = 0,8. , Длину рукоятки (радиус штурвала) определяют из выражений (9.25) и (9.26): (9.27) Диаметр рукоятки (мм) из условия прочности на изгиб консольной балки с плечом изгиба Li = L~~ (рис. 9.7): где [о„1 - допускаемое напряжение на изгиб: для сталей марок Ст.З и Ст.4 roJ = 120... ... 130 МПа. - В передачах с механическим приводом определяют потребную мощность привода (кВт) (9.30) где Q - осевая нагрузка, Н; v - скорость поступательного движения, м/с; т] - общий КПД привода, т] = 1]„1]р; здесь г\„ - КПД винтовой пары; т]р - КПД редуктора. 9.9. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПЕРЕДАЧИ ВИНТ -ГАЙКА Рассчитать винтовой домкрат (рис. 9.7) грузоподъемностью Q = 80000 Н. Высота подъема груза /о= 200 мм. 1. Материал винта принимаем сталь 45 (табл. 8.3), ат== 360 МПа, материал гайки - Бр. ОФЮ-1. Корпус домкрата - СЧ15. 2. Допускаемые напряжения: для материала винта (см. с. 242) [ol = 5: = f=l20 МПа; для материала гайки (см. с. 241) [OpJ = 40 МПа; [Ос„] = 45 МПа. Допускаемое давление для пары сталь - бронза (табл. 9.4) [q] = 9МПа. 3. Поскольку нагрузка в передаче односторонняя, принимаем упорную резьбу с ih- 0,75 (см. с. 240). 4. Конструкцию гайки принимаем цельную (рис. 9.4, а) сч1зв== 1,5 (см. с. 240). 5. Средний диаметр резьбы (формула 9.15) у л1,5. 80000 n%-h[Q] У л1,5. 0,75-9 = 50,153 мм. По ГОСТ 10177-82 (табл. 9.2) принимаем однозаходную резьбу 2p= 1, d = 55 мм, Р = = 8 мм, d2== 49 Мм, dg 41,116 мм. 6. Угол подъема резьбы (формула 9.2) = 0,05199. nd п . 49 у = 2°5830". Приведенный угол трения (формула 9.3) Ф = arctg= vcig = 5°44. cos 2- где /=0,1 (табл. 9 3), = V = 3° - угол наклона рабочей грани витка (см. рис. 8.2, е). Так как 7 < ф винтовая пара самотормозящая, следовательно, условие (9.1) соблюдено. 7. Высота гайки (формула 9.17) Нг = 4l3„d2 = 1,5 • 49 = 73,5 мм, принимаем Н- 75 мм. IOOOtj 8. Число витков резьбы в гайке (формула 9.17) z = == = 9.37<2=10...12. 9. Наружный диаметр гайки (формула 9.18) = 78,8 мм. Принимаем D = 80 мм. 10. Наружный диаметр фланца гайки (формула 9.20) = 93,1 мм. Принимаем Di= 95 мМ. И. Высота фланца гайки (формула 9.21) а = (0,25...0,3)Яг= 0,25 • 75= 18,75 мм. Принимаем а = 20 мм. Проверяем высоту фланца на срез (формула 9.22) Q 80000 ,с п лхгг г i = 20... 25 МПа. 12. Из условия износостойкости наружный диаметр опорной поверхности чашки домкрата (рис. 9.2,6) 90,75 мм, принимаем Do= 92 мм. Здесь допускаемое удельное давление [q] = = 15 МПа; внутренний диаметр опорной поверхности чашки принимаем конструктивно do = = 0,7d = 0,7 • 55 38 мм. Высота чашки /14= = 1,35 d = 1,35 • 55 75 мм. Диаметр головки винта Dz= Z)o+ 5 мм = 92 -}- 5 = 97 мм. Высота головки винта /13= l,5d = 1,5 • 55 82 мм. 13. Проверяем винт на устойчивость. Определяем длину сжатой части винта (рис. 9.7): 1-=1о + К+=-Ш + Ъ2 + ~ШО мм. Находим гибкость винта \il 2 . 320 rain 10,28 ;62. здесь = 2(см. с. 241); tn = = = = 10,28 мм. По табл. 9.5 для гибкости ?i, = 62 коэффициент уменьшения напряжения для стали 45 ф = = 0,8. Тогда допускаемая осевая нагрузка на винт (формула 9.23) л г 1 Е- , 1 "4 юг. эт41,1162 Сдоп = [Осж1 F(f = [Осж] ф = 120 -I- X X 0,8 = 127397 Н > Q = 80000 Н. 14. Эквивалентное напряжение в наиболее опасном сечении винта домкрата (формула 9.24) = l/f. 80000\ ( 300213 \а У U41,1162J 1о,2 . 41,116=» / ~" = 71 МПа<[о] = 120 МПа, Г = Гр = QI tg (V-f Ф) = 80000 I tg X X (2°5830" -}- 5°44) = 300213 Н-мм- момент трения в резьбе (формула 9.10), й = = 41,116 мм - внутренний диаметр винта. 15. Момент трения в опоре (формула 9.11 и рис. 9.2, в) 7оп= iQ/i=1 = i80000.0,12-r- 922-; = 329920 Н мм. 16. Длина рукоятки (формула 9.27), ориентируясь на двух рабочих, 7-„„+Гр 329920 + 300213 3 2 . 300 0,8 17. Диаметр рукоятки (формула 9.28) ,У »pfp у/2 . 300 . 0,8. 1263,5 " ~ J/ 0,1 [о„] 0.1 • 130 = 36 ММ. Здесь Li = L - =1312 - = 1263,5 мм; допускаемое напряжение на изгиб для стали Ст4 [Он] = 130 МПа. 18. Определяем КПД домкрата (формула 9.14)! Т] = -- - tg2°5830" 329920 = 0,16. tg (2°5У 30"-f 5440 4-2 80000 - 49 19. Определяем размеры корпуса (рис. 9.7). Высота корпуса h определяется высотой подъема 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
