Домкрат гвинтовий
Виконав: Абузов А.В.
Керівник: Іванова М.А.
1 Схема механізму та епюри внутрішніх факторів
2 Вибір матеріалу для деталей домкрата
3 Підбір параметрів стандартного різьблення
4 Перевірка ходового гвинта на стійкість
5 Перевірка умови самогальмування
6 Вибір форми п'яти та розрахунок моменту тертя у п'яті
7 Перевірка ходового гвинта на міцність
8 Розміри стандартного різьблення
9 Проектування гайки
10 Визначення розмірів рукоятки
11 Розрахунок елементів корпусу домкрата
12 Коефіцієнт корисної дії домкрата
Список використаної літератури
Необхідно спроектувати гвинтовий домкрат (рисунок 1) за такими вихідними даними:
- вантажопідйомність -F=10 кН,
- висота підйому вантажу –l=150 мм,
- ходове різьблення – трапецеїдальне однозахідне, розміри якого вибираються з ГОСТ 9484-81;
- Режим роботи - короткочасний.
Гвинтовий домкрат – це механізм, призначений для підйому вантажу. В основі його однозахідна передача гвинт-гайка.
Механізм має бути самогальмуючим.
У розрахунках на міцність та зносостійкість використовуємо систему СІ як систему вимірювань. Одиницями виміру довжини служать мм, сили - Н, моменту сили - Нмм, механічної напруги - МПа, так як
1МПа = 106 ==1.
Розміри, отримані в результаті розрахунку (крім параметрів різьблення з ГОСТ 9484-81), округлим до нормальних лінійних розмірів, наведених у ГОСТ 6636-69.
1 Схема механізму та епюри внутрішніх факторів
Схема механізму, а також епюри нормальних (стискаючих) сил і моментів, що крутять, що діють на гвинт, дано на малюнку 2 [1, с. 21].
При підйомі вантажу,встановленого на вантажній чашці домкрата, гвинт на ділянціасстискається, нормальна сила на епюрі стискаючих сил (див. рис. 2) по модулю дорівнюєF, на ділянцісdстисне навантаження зменшується відFдо нуля ( приймають, що навантаження по висоті гайки змінюється за лінійним законом).
Поверхня контакту чашки та гвинта є опорною і називається п'ятою.
Крім стискаючих сил на гвинт діють крутні моменти (див. епюру крутних моментів на малюнку 2), обумовлені моментом тертя в п'яті Тfі моментом тертя в різьбленні Тпари гвинт-гайка, які долаються моментом рушійних сил Твн. Момент Твнс створюється зусиллям робітника на рукоятці домкрата.
По висоті гайки розподіл крутних моментів умовно прийнято лінійним.
З наведених епюр випливає, що небезпечною ділянкою гвинта є ділянкаbc, яка зазнає стиснення від сили Fі скручується моментом Тр (див. небезпечний перетин на малюнку 2) 1 .
2 Вибір матеріалу для деталей домкрата
Матеріалом гвинта та чашки призначимо сталь 35 ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], т = 300 МПа; матеріалом гайки - бронзу марки Бр010Ф1 ГОСТ 613-79, = 200 МПа [2, с. 7], коефіцієнт тертя пари гвинт-гайка f = 0,12 [2, с.18]; матеріалом корпусу – сірий чавун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].
3 Підбір параметрів стандартного різьблення
3.1 Розрахунок середнього діаметра різьблення
Розміри трапецеїдальної різьби можуть бути обрані з ГОСТ 9484-81 (упертої – з ГОСТ 10177-82) після розрахунку за критеріями працездатності мінімального допустимого середнього діаметра різьблення d2 і кроку різьблення р. Основним критерієм працездатності ходового різьблення є умова зносостійкості.
Для забезпечення необхідної зносостійкості передачі гвинт-гайка тиск у різьбленніqне повинен перевищувати допустимувеличину [q] для пари незагартована сталь-бронза [1, с. 23], тобто. умова зносостійкості
q=≤[q]. (1)
З цієї умови (1) середній діаметр для зовнішньої різьби [1, с.23, 2. с.14]
(2)
де F-осьова сила, що діє на гвинт, Н;
- Коефіцієнт робочої висоти профілю,
Н1- робоча висота профілю різьблення, мм;
р - крок різьблення, мм;
=h/d2 – коефіцієнт висоти гайки,
h-висота гайки, мм;
[q] - допустимий тиск на робочій поверхні витка, МПа;
z-число витків гайки.
У формулі (2) для трапецеїдальної однозахідної (n=1 [2, с.17]) різьблення (ГОСТ 9484-81) коефіцієнт робочої висоти профілю [1, с.13]:
. (для завзятої 0,75)
Коефіцієнт висоти гайки вибираємо з діапазону 1,2 ≤≤2,5 [2, с.14], приймаючи у формулі (2).
Допустимий тиск на робочій поверхні витка для поєднання матеріалів гвинта та гайки незагартована сталь-бронза – 8…10 МПа [2, с.14], призначаємо у формулі (2) МПа.
Середній діаметр різьблення, що задовольняє умову зносостійкості,
(3)