Определение КПД передачи винт-гайка

КПД передачи винт-гайка h определяется так же, как при выполнении задания №1 (см. 3.1.4).

 

Определение диаметра штурвала

Формулы для определения радиуса штурвала R_шт и диаметра штурвала D_шт приведены в 2.5.

Если при одном работающем штурвал получится слишком громоздким (D_шт>1м), то следует определить диаметр штурвала, исходя из условия одновременной работы двух рабочих.

 

Определение диаметра резьбы у направляющих стоек

Рабочая нагрузка на резьбовое соединение стойки с траверсой пресса изменяется в пределах от 0 до F, где F = 0,5Q (пресс имеет две стойки).

Для резьбовых соединений, подверженных действию переменных нагрузок, характерна значительная предварительная затяжка, обеспечивающая не раскрытие стыка детали (см. рис. 15).

Рис. 15. Резьбовое соединение

 

Образование зазора в стыке (раскрытие стыка) недопустимо из-за возможности сдвига друг относительно друга соединяемых деталей (в данном случае стойки и траверсы).

Если рабочая нагрузка, приходящаяся на рассчитываемое соединение, изменяется в пределах от 0 до F, то общее осевое усилие на это соединение будет изменяться в пределах от Q₀ до Q₀ + cF.

Здесь Q₀ – величина начальной натяжки;

c - коэффициент основной нагрузки.

Отсюда, с учетом крутящего момента затяжки, максимальная нагрузка на соединение

(79)

и минимальная расчетная нагрузка

(80)

Для соединения без прокладок металлических деталей c = 0,2 ¸0,3.

Величина начальной затяжки

(81)

где n - коэффициент затяжки; при переменной рабочей нагрузке для соединения без прокладок металлических деталей n = 1,9 ¸3,1.

Согласно формуле (65) (см. 2.7) амплитуда напряжений

(82)

Согласно формуле (64) (см.2.7) среднее напряжение

(83)

В формулах (82) и (83) площадь поперечного сечения стержня по резьбе.

Примечание. При определении s_m крутящий момент затяжки не учитывается, так как при длительном действии переменных нагрузок происходит раскручивание стержня шпильки (болта) и снятие напряжений кручения от предварительной затяжки.

После того, как величины s_рmax, s_a, s_m определены, выполняются проектный и проверочный расчеты резьбового соединения в соответствии с методикой, рекомендованной в 2.7.

 

Выбор стопорного винта и проверка на прочность

Выбор и проверка стопорного винта делаются так же, как и при выполнении задания №2 (см.3.2.6).

 

Определение КПД механизма

КПД механизма h_м определяется так же, как при выполнении задания №1 (см.3.1.8).

 

Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов

Эпюры продольной силы и крутящих моментов для пресса приведены в 1.1.

 

ЗАДАНИЕ №5. Расчет домкрата общего назначения.

 

Рассчитать домкрат общего назначения (рис. 16) грузоподъемностью Q с максимальной высотой подъема груза L.

В результате выполнения работы:

1) определить параметры резьбы силового винта;

2) определить параметры гайки силового винта;

3) определить к. п. д. передачи винт-гайка;

4) определить основные размеры головки и гайки домкрата;

5) определить длину и диаметр рукоятки;

6) определить катет сварного кольцевого шва, поставленного вместо бурта гайки (рис. 16, А);

7) определить внутренний и наружный диаметры основания домкрата;

8) выбрать стопорный винт (ГОСТ 1478-64) и (если нужно) рассчитать его на прочность;

9) определить к. п. д. всего механизма;

10) построить эпюры осевой силы и крутящих моментов.

 

При расчете сварного шва условно принять, что гайка и корпус домкрата выполнены из стали Ст.3.

 

Данные для расчета взять из таблицы 12.

 

Последовательность расчета

 

Расчет силового винта

 

Параметры силового винта определяются так же, как при выполнении задания №1 (см. 3.1.2).

Проверка винта на устойчивость выполняется после определения размеров гайки.

 

Определение размеров гайки

 

Расчетные зависимости для определения размеров гайки и последовательность расчета даны в 2.2.

Данные для выполнения задания №5.

Таблица 12.

№	Q, H	L, мм	Материал	Тип резьбы
винта	гайки
			Ст. 5	СЧ 15-32	Квадратная
			Ст. 5	СЧ 15-32	Квадратная
			Ст. 5	СЧ 15-32	Квадратная
			Ст. 5	СЧ 15-32	Квадратная
			Ст. 5	СЧ 15-32	Квадратная
			Ст. 4	Бр.АЖ9-4	Трапецеид.
			Ст. 4	Бр.АЖ9-4	Трапецеид.
			Ст. 4	Бр.АЖ9-4	Трапецеид.
			Ст. 4	Бр.АЖ9-4	Трапецеид.
			Ст. 4	Бр.АЖ9-4	Трапецеид.
			Ст. 5	СЧ 24-44	Упорная
			Ст. 5	СЧ 24	Упорная
			Ст. 5	СЧ 24	Упорная
			Ст. 5	СЧ 24	Упорная
			Ст. 5	СЧ 24	Упорная