Детали машин

Задание №1

Расчет  винтового домкрата 

1.1 Исходные  данные

     Коэффициент трения сталь– сталь  равен 0,18

 

        

       Рис 1 Схема грузового домкрата 

1.2 Методика  расчета

     1.Задаемся запасом прочности  S и определяем допускаемые напряжения [δ] для материала ходового винта, гайки и рукоятки. В зависимости от того, является материал хрупким или пластичным

     S для не закаленных ( гайка) 1,2-1,5

     S для мало- и среднеуглеродистой стали 2-2,5

     1) материал:

     2) материал:

     3) материал: ,

     где τ_т – предел текучести;

           τ_в – предел прочности;

           S – запас прочности;

           ε – масштабный фактор.

     2. Определяем внутренний диаметр винта d_вн, исходя из обеспечения прочности его стержня на сжатие:

                     (1.1)

     3. Необходимо проверить условие h_max>4 d_вн, если оно выполняется, производим проверку на устойчивость. Для этого применяем формулу Эйлора для определения критической силы F_кр, при которой еще не  теряется устойчивость:

                                                                         (1.2)

     где Ε – модуль упругости (для сталей Ε=2,1 10⁵Мпа);

            l – приведенная длина выступающей части стержня;

            I – момент инерции стержня ;

            n_у - запас устойчивости (2,5…4).

     Из  формулы (1.2), приняв F_кр=G, получаем:

    (1.3)

     Сравниваем  данное значение со значением d_вн, полученным по формуле (1.1). выбираем из двух значений большее, из табл. 4.4 или 4.5 Приложения выбираем наружный (основной) диаметр резьбы, при котором ближайшее значение ее внутреннего диаметра не меньше вычисленного

     Уп80х10 ГОСТ 10187-62  d_cр=29.5мм                    d_вн=23.59мм

     4. Производим проверку условия самоторможения резьбы ψ<φ, где

         ψ – угол подъема резьбы, определяемый  по формуле: 

                       (1.4)

         φ – угол трения резьбы, определяемый  по формуле:

                            (1.5)

         f – коэффициент трения;

         α – угол профиля резьбы (для упорной резьбы α=6˚).сталь-сталь

     5.Определяем число витков гайки z из условия износостойкости:

                       (1.6)

         h – высота профиля резьбы 

         d_cр  – средний диаметр резьбы;

          [δ_у] – допускаемое удельное давление в резьбе ([δ_у]=10МПа).

     Т.к. z<8 принимаем z=8.

     6. Определяем высоту гайки

     7. Производим проверку прочности витков резьбы на срез для более слабой детали-гайки по формуле:

        (1.7)

          [τ]=(0,7…0,75)×σ_В МПа – сталь;

           К – коэффициент полной резьбы (для упорной К=0,65);

           К_m – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по виткам гайки (К_m=0,6);

          [τ] – допускаемое касательное  напряжение.

     8. Определяем пока еще не известные размеры гайки – диаметры D, D₁ и толщина буртика h (рис 1.2).

     Наружный  диаметр D определяется из условия прочности цилиндрической стенки гайки на растяжение в сечении а-а: 

     

     Рис 2 Схема для расчета гайки

     Отсюда:

     

     

     Δ

     Т.к. толщина стенки гайки получилась менее 3мм, из условия жесткости принимаем ее равной 3мм, поэтому

     

     Диаметр буртика определяется из условия  прочности на смятие площади гайки  F₁

     

     

     Отсюда:

     

     Высота  буртика (D₁-D)/2=(34-34)/2=0 мм. Значение высоты буртика принимаем 3мм, поэтому

     

     Толщина буртика h определяется, исходя из условия прочности сечения b-b на срез

     

     Отсюда:

     

     Т.к. толщина буртика получилась 3.9мм, принимаем ее равной 4мм.

     9. Для определения размеров рукоятки вначале вычисляем величину момента М_кр, необходимого для поворота ходового винта:

     

     10. Определяем необходимую длину рукоятки L_р

     

           Т – усилие на рукоятке (принимаем равной 200Н)

     Длину рукоятки принимаем 190 мм.

     11. Определяем диаметр рукоятки из условия ее прочности на изгиб в сечении с-с

     

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Профессионального высшего образования

Ижевский  Государственный Технический Университет

Теплотехнический  факультет 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 1 

Тема: Расчет винтового домкрата 

Вариант № 18 
 
 
 
 

     Выполнил:                                             студент гр. 5-11-2с

                                                            Изместьев Н.С.      

     Проверил:                                              Пушкарев А.Э.

                                               
 
 
 
 
 

Ижевск 2011г.