Содержание

Содержание 1
Бланк задания 2
1. Определение параметров резьбы винта и гайки 2
2. Расчет винта на устойчивость 3
3. Проверка на самоторможение 3
4. Расчет винта на прочность 4
5. Определение размеров маховичка 5
6. Определение размеров пяты 6
7. Определение размеров и проверка гайки 6
8. Определение размеров и проверка стойки 8
9. Определение размеров и проверка рычага 9
10. Расчет резьбового соединения основания и сварочной плиты 9
11. Определение КПД проектируемого механизма 10
Литература 12

Бланк задания

Определение параметров резьбы винта и гайки

Материал винта – сталь 45 (ГОСТ 1050-74).
Материал гайки – чугун СЧ15-32 (ГОСТ 1412-70).
Допускаемое давление для выбранного сочетания материалов [1] – [q]=5 МПа.
В проектируемом механизме имеется одностороннее приложение нагрузки, поэтому для винта выбираем упорную резьбу (ГОСТ 10177-62), для которой коэффициент рабочей высоты витка x=0.75 [1].
Коэффициент высоты гайки y=1.6 [1].
Средний диаметр резьбы, удовлетворяющий условию износостойкости, равен [1]

[pic] ,

(1) где Q=6000Н – усилие сжатия.
Подставляя в формулу (1) числовые значения Q=6000 Н, x=0.75, y=1.6 и
[q]=5*106 Па, и округляя до целого, получим [pic]
Из ГОСТ 10177-62 находим средний диаметр d2=18.250 мм; наружный диаметр d=22 мм; внутренний диаметр винта d1=13.322 мм; внутренний диаметр гайки
D1=14.5 мм; шаг резьбы P=5 мм.
Данный механизм должен обладать запасом самоторможения, поэтому число заходов резьбы n=1.
Высота гайки h1 определяется по формуле

[pic]. (2)
Число витков гайки

[pic]. (3)
Длина нарезанной части винта

L=H+h1 , (4) где H=160мм - высота подъема груза.
Подставляя в формулу (4) числовые значения H=160мм и h1=30мм, получим
L=160+30=190мм.

Расчет винта на устойчивость

Максимально возможное расстояние l от середины гайки до пяты, т.е. длина участка винта, испытывающего сжатие, находится по формуле [1] l=Н+0.5h1+hз,

(5) где h3 длина части винта, находящегося в контакте с пятой и равная 30мм из конструктивных соображений.
Подставляя в формулу (5) числовые значения H, h1 и hЗ, получаем l=160+0.5*30+30=205мм.
Приведенная длина винта определяется зависимостью lпр=ml ,

(6) где m – коэффициент приведения длины, зависящий от способа закрепления концов винта. В данном механизме обе опоры винта следует считать шарнирами и для такой системы m=0.7 [1]. Подставляя в формулу (6) числовые значение получаем lпр=0.7*205=143.5мм.
Радиус инерции поперечного сечения винта ix определяется зависимостью ix=0.25d1=0.25*13.322=3.4мм . (7)
Гибкость винта

[pic]. (8)
Так как гибкость винта мала (l=1,3 [1]; j – угол подъема винтовой линии на среднем цилиндре; r’ – приведенный угол трения.
Угол подъема винтовой линии на среднем цилиндре

[pic] . (10)

Приведенный угол трения

[pic] , (11) где f1 – коэффициент трения из [1] равный 0.12; a – угол наклона рабочей грани витка к торцевой плоскости винта для упорной резьбы равный 3о.
Подставив эти значения в формулу (11), получим [pic]
Подставив значения r’=0,119 и j=0,084 в условие (9), получим k=0,119/0,084=1,42>1,3. Значит винтовая пара обладает запасом самоторможения.

Расчет винта на прочность

Наиболее напряженной частью винта является участок от гайки до пяты, подвергающийся сжатию силой Q и кручению моментом TP, определяемым по формуле

[pic]. (12)
Напряжение сжатия sc определяется по формуле

[pic]. (13)
Напряжение кручения

[pic] . (14)
Эквивалентное напряжение

[pic]. (15)
Допускаемое напряжение определяется по формуле

[pic], (16) где sоп – опасное напряжение для винта, равное пределу текучести стали 45, т.е. sоп=353 МПа; [S] – коэффициент запаса прочности, равный