Расчет фиксирующего элемента

Гайка установлена в корпус по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга и удержания гайки от проворота при работе механизма гайка в корпусе зафиксирована штифтом из сталь 45 ( МПа).

Диаметр штифта d₀ (см. рис. 8) определён из условия прочности его на срез:

Рисунок 8 – Фиксация гайки в корпусе

(16);

 

мм.

Окончательно получим d₀ = 4 мм

Длина штифта, которой он входит в гайку, рассчитана по условию смятия боковой поверхности отверстия в гайке площадью под действием момента винтовой пары

(17),

Откуда

мм.

 

К рассчитанной длине прибавлена толщина стенки корпуса 6 мм и подобран штифт с ближайшими стандартными размерами: Штифт 4 х 10 ГОСТ 3128-70.

Расчет рукоятки

Для рукоятки выбран материал сталь3, МПа.

Усилие на рукоятке Q, необходимое для привода механизма, принято равным 150Н. Длина рукоятки рассчитана из условия превышения движущего момента над моментами сопротивления:

мм.

Принято мм.

Диаметр рукоятки определён из расчета ее на изгиб как консольной балки, условно заделанной по оси винта:

, (мм).

Выбираем диаметр рукоятки мм.

Расчет корпуса

Расчет элементов корпуса съемника выполнен в следующей последовательности:

1. Задавшись материалом оси и толщиной а. Обычно корпуса изготавливаются литьём, поэтому целесообразно принять эту величину не менее 6 мм по условию нормального заполнения формы металлом. Приняв b = 2 a, из расчета на изгиб определим диаметр d оси вращения захвата:

(18).

Тогда

мм,

где a – толщина проушины, мм, b – толщина захвата, мм (см. рис. 9), X – число захватов, [s_и] – допускаемые изгибные напряжения для материала оси.

Округлив полученное значение до ближайшего большего размера из нормального ряда, окончательно получим d₀ = 12 мм.

Выполним проверочный расчет оси на срез.

(19),

где i – число плоскостей среза (i =2), [t_s] – допускаемые напряжения при срезе материала оси.

.

Условие выполняется.

2. Размер a проверить по условию прочности на смятие

(20),

где [s_см] – допускаемые напряжения смятия материала оси, МПа.

Тогда .

Условие выполняется.

3. Из условия прочности на растяжение находим размер l₁ опасного се-

чения I–I, ослабленного отверстием:

(21),

где [s_р] – допускаемые растягивающие напряжения, МПа.

Тогда

мм.

Округлив полученное значение до ближайшего большего размера из нормального ряда и учитывая, что размер l₁ не может быть меньше чем 1,5 d₀, окончательно получим l₁ = 20 мм.

Рисунок 9 – Расчетная схема захватов съемника

4. Из расчета на изгиб определяем размер h₂ сечения II–II:

(22),

где [s_и] – допускаемые изгибные напряжения материала захвата, МПа, l₂ – плечо силы, мм (см. рис. 9).

Откуда

мм.

Округлив полученное значение до ближайшего большего размера из нормального ряда, окончательно получим h₂ = 28 мм.

5. Из расчета на изгиб и растяжение определяют размер l₃ сечения III–III:

(23).

Откуда

.

мм.

Округлив полученное значение до ближайшего большего размера из нормального ряда, окончательно получим l₃ = 34 мм.

КПД механизма.

Коэффициент полезного действия винтовой пары скольжения определяется по формуле:

.

КПД механизма при преобразовании вращательного движения в поступательное определяется по формуле:

.

Заключение

 

В данной работе был рассчитан и спроектирован съемник винтовой. Подобраны материалы деталей конструкции, а также проведены проверочные расчеты деталей на прочность. Закреплен и усвоен материал читаемого курса и приобретены первичные навыки конструкторской работы.

Коэффициент полезного действия данной винтовой передачи равен 35 процентов.

Это значение далеко от максимального значения КПД винтовой передачи, что указывает на то, что передача, в основном, работает на трение.

Список используемой литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 920 с.: ил.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 3. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 864 с.: ил.

3. А.С. Ефоян, В.Г. Дорофеев, В.А. Муравьева, И.Г. Шебанов «Проектирование винтовых механизмов авиационных устройств и роботов» -Харьков: Харьк. авиац. ин-т. 1987. – 87 с.

4. Проектирование механизмов с передачей винт-гайка / В.И. Назин. – Учеб. пособие. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2006. – 122 с.

5. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.