Расчет винтового домкрата

      Введение

      Расчет  винтового домкрата является одной  из первых расчетно-конструкторской  работой студента. Расчет винтового  домкрата в принципе предельно прост, и в процессе расчета студенту необходимо, только контролировать получаемые значения и сопоставлять их. Очень важно в ходе выполнения расчета делать эскизы: на эскизах выполненных в масштабе видны расчетные ошибки. В расчете обязательно должны быть все рисунки с расчетными схемами, они позволяют получить полное представление о расчетных схемах. Чертежи домкрата вычерчиваются после утверждения преподавателем расчета. Все чертежи вычерчиваются на стандартных форматах в масштабе 1:1 или 1:2 на одном листе формата А1 или двух формата А2. Очень удобно выбирать один масштаб для всех чертежей, но делать это не обязательно. С начала надо выполнять чертеж общего вида, а затем всех деталей, кроме стандартных.

      Расчет  домкрата

      Задание № 10.

      Тип А;

      Грузоподъемность, тон – 3,5;

      Тип резьбы – трап;

      Материал  винта – Сталь 5;

      Высота  подъема, мм – 140. 

      1. Расчет винта на прочность

      Материал  винта Сталь 5, предел текучести  МПа.

      Рассчитываем  винт на сжатие а для грубого учета  кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

      Напряжения

      

.

      Откуда 

      

.

      Коэффициент запаса

      

.

      Допускаемое напряжение сжатия

      

 мПа.

      Внутренний  диаметр резьбы

      

 мм.

      2. Расчет винта на устойчивость

      Принимаем коэффициент запаса устойчивости

      

. 

      Тогда критическая сила

      

 н.

      По  формуле Эйлера

      

.

      Коэффициент приведения

      

.

      Расчетная длина винта

      

 мм.

      Момент  инерции сечения винта (без учета  резьбы)

      

.

      Получаем  из формулы Эйлера

      

 м.

      3. Назначение размеров винта

      Принимаем резьбу упорную УП 28х5 по ГОСТ 10177-62

      Параметры резьбы:

      Наружный  диаметр винта, мм ;

      Внутренний  диаметр винта, мм ;

      Внутренний  диаметр гайки, мм ;

      Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

      Шаг, мм .

      Угол  подъема резьбы

      

,

      

.

      При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

      Диаметр головки винта и хвостовика

      

 мм,

      

 мм.

      Приняты диаметры

      

 мм,

      

 мм.

      Фаска на головке

      

 мм.

      4. Определение вращающих моментов

      Момент  резьбы (винтовой пары)

      

.

      Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

      

,

      

.

      Тогда

      

 н∙м.

      Момент трения под коронкой

      

.

      Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

      

.

      Тогда

      

 н∙м.

      Вращающий момент на рукоятке

      

 н∙м.

      5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

      Напряжение  сжатия

      

 мПа.

      Напряжения  кручения

      

 мПа.

      Приведенное напряжение

      

 мПа.

      Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

      6. Расчет рукоятки

      Вращающий момент на рукоятки

      

,

      где - сила рабочего и плечо рукоятки.

      Примем

      

 н.

      Необходимое плечо

      

 м,

      что практически осуществимо.

      Рукоятку  можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

      

 н∙м.

      Напряжение  изгиба

      

.

      Отсюда  необходимый диаметр рукоятки

      

.

      Пологая, что в качестве рукоятки может  быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

      

 мПа.

      Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

      

 мПа.

      Диаметр рукоятки

      

 м.

      В соответствии с чем можно принять  диаметр отверстия в головки  винта

      

 мм.

      7. Проверка головки

      Проверим  основное сечение головки на сжатие

      

 мПа.

      Удельное  давление под коронкой

      

 мПа.

      8. Расчет стенки и бурта гайки

      Материал  гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

      Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

      Напряжение  растяжения в стенке гайки

      

.

      Откуда

      

.

      Принимаем допускаемое напряжение растяжения

      

 мПа.

      Тогда

      

 м.

      Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

      

 мм.

      Диаметр бурта  определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

      

.

      Откуда

      

.

      Принимаем размер фаски

      

 мм.

      Допускаемое напряжение смятия

      

 мПа.

      Диаметр бурта

      

 м.

      Принято

      

 мм.

      Высоту  бурта  можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

      Напряжения  среза в бурте

      

.

      Принимаем допускаемое напряжение среза

      

 мПа.

      И найдем

      

 м.

      Напряжения  изгиба в бурте можно найти  приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

      Расстояние  от середины опорной поверхности  бурта до наружной поверхности гайки

      

 м.

      Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

      

 н∙м.

      Напряжения  изгиба

      

.

      Приняв  допускаемые напряжения изгиба

      

 мПа.

      Получаем

      

 м.

      Принято

      

 мм.

      9. Проверочный расчет резьбы гайки

      Высоту  гайки  следует назначить примерно от до .

      Принимаем

      

 мм.

      Округляем до

      

 мм.

      Число витков резьбы

      

.

      Проверяем удельное давление на рабочей поверхности  резьбы

      

.

      Где ширина рабочей поверхности витка

      

 мм.

      Получаем

      

 мПа.

      Для стали по бронзе или латуни считается  желательным удельное давление до 8 мПа, допускается до 13 мПа, так что  найденное значение не слишком велико.

      Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

      

,

      где - толщина витка у основания