СПбГМТУ

Кафедра деталей машин и ПТМ

Расчётно-графическая работа

по деталям машин и основам конструирования

Домкрат винтовой

Пояснительная записка

РГР. .00.00ПЗ

Выполнил: Абузов А.В.

Специальность 180100.62.09

группа 6270

Руководитель: Иванова М.А.

2014

Содержание

Задание

Введение

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

2 Выбор материала для деталей домкрата

3 Подбор параметров стандартной резьбы

4 Проверка ходового винта на устойчивость

5 Проверка условия самоторможения

6 Выбор формы пяты и расчет момента трения в пяте

7 Проверка ходового винта на прочность

8 Размеры стандартной резьбы

9 Проектирование гайки

10 Определение размеров рукоятки

11 Расчет элементов корпуса домкрата

12 Коэффициент полезного действия домкрата

Заключение

Список использованной литературы

Задание

Необходимо спроектировать винтовой домкрат (рисунок 1) по следующим исходным данным:

- грузоподъёмность – F=10 кН,

- высота подъёма груза – l=150 мм,

- ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81;

- режим работы – кратковременный.

Рисунок 1 – .

Введение

Винтовой домкрат – это механизм, предназначенный для подъёма груза. В основе его однозаходная передача винт-гайка.

Механизм должен быть самотормозящим.

В расчётах на прочность и износостойкость используем систему СИ в качестве системы измерений. Единицами измерения длины служат мм, силы - Н, момента силы - Нмм, механического напряжения – МПа, так как

1МПа = 10⁶==1.

Размеры, полученные в результате расчета (кроме параметров резьбы из ГОСТ 9484-81), округлим до нормальных линейных размеров, приведенных в ГОСТ 6636-69.

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

Схема механизма, а также эпюры нормальных (сжимающих) сил и крутящих моментов, действующих на винт, даны на рисунке 2 [1, с. 21].

Рисунок 2 - .

При подъёме груза, установленного на грузовой чашке домкрата, винт на участке ассжимается, нормальная сила на эпюре сжимающих сил (см. рис. 2) по модулю равнаF, на участкесdсжимающая нагрузка уменьшается отFдо нуля (принимают, что нагрузка по высоте гайки изменяется по линейному закону).

Поверхность контакта чашки и винта является опорной и называется пятой.

Кроме сжимающих сил на винт действуют крутящие моменты (см. эпюру крутящих моментов на рисунке 2), обусловленные моментом трения в пяте Т_fи моментом трения в резьбеT_рпары винт-гайка, которые преодолеваются моментом движущих сил Т_вн. Момент Т_внсоздается усилием рабочего на рукоятке домкрата.

По высоте гайки распределение крутящих моментов условно принято линейным.

Из приведённых эпюр следует, что опасным участком винта является участок bc, который испытывает сжатие от силыFи скручивается моментомT_р(см. опасное сечение на рисунке 2)¹.

2 Выбор материала для деталей домкрата

Материалом винта и чашки назначим сталь 35 ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], _т= 300 МПа ; материалом гайки – бронзу марки Бр010Ф1 ГОСТ 613-79,_т= 200 МПа [2, с. 7], коэффициент трения пары винт-гайкаf= 0,12 [2, с.18]; материалом корпуса - серый чугун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].

3 Подбор параметров стандартной резьбы

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы

Размеры трапецеидальной резьбы могут быть выбраны из ГОСТ 9484-81 (упорной – из ГОСТ 10177-82) после расчёта по критериям работоспособности минимального допустимого среднего диаметра резьбы d₂и шага резьбы р. Основным критерием работоспособности ходовой резьбы является условие износостойкости.

Для обеспечения необходимой износостойкости передачи винт-гайка давление в резьбе qне должно превышать допускаемую величину [q] для пары незакаленная сталь-бронза [1, с. 23], т.е. условие износостойкости

q=≤[q]. (1)

Из этого условия (1) средний диаметр для наружной резьбы [1, с.23, 2. с.14]

(2)

где F– осевая сила, действующая на винт, Н;

- коэффициент рабочей высоты профиля,

Н₁– рабочая высота профиля резьбы, мм;

р – шаг резьбы, мм;

 = h/d₂ – коэффициент высоты гайки,

h– высота гайки, мм;

[q]- допускаемое давление на рабочей поверхности витка, МПа;

z– число витков гайки.

В формуле (2) для трапецеидальной однозаходной (n=1 [2, с.17]) резьбы (ГОСТ 9484-81) коэффициент рабочей высоты профиля [1, с.13]:

. (для упорной 0,75)

Коэффициент высоты гайки выбираем из диапазона 1,2 ≤≤2,5 [2, с.14], принимая в формуле (2).

Допускаемое давление на рабочей поверхности витка для сочетания материалов винта и гайки незакаленная сталь-бронза – 8…10 МПа [2, с.14], назначаем в формуле (2) МПа.

Средний диаметр резьбы, удовлетворяющий условию износостойкости,

(3)