Расчет крепления гайки в корпусе

Гайку в корпус устанавливаем по переходной посадке. Для уменьшения натяга, гайку в корпусе фиксируем штифтом (рис. 3.4), который должен удерживать гайку от проворачивания при работе механизма.

Рисунок 3.4 – Фрагмент конструкции
механического крепления гайки в корпусе

Из условия на срез определяем диаметр штифта:

,

(3.15)

Допускаемые напряжения на срез принимаем .

Отсюда:

.

(3.16)

Принимаем стандартный диаметр штифта .

Расчет рукоятки

В стационарных винтовых передачах вращение винтов (гаек) осуществляется с помощью электро-гидропривода. В переносных устройствах наряду с механическим приводом применяется привод ручной с помощью перекидной рукоятки или рукоятки, запрессованной в тело винта.

Рисунок 4.1 – Расчетная схема простой рукоятки

В качестве материала рукоятки принимаем сталь Ст4: .

Определяем потребную длину рукоятки, исходя из усилия рабочего .

.

(4.1)

Из конструктивных соображений принимаем .

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

,

(4.2)

Отсюда:

.

(4.3)

Принимаем стандартный диаметр ручки .

Расчет корпуса домкрата

Корпусы домкратов (рис. 5.1) при осевой нагрузке до 10 кН обычно получают литьем легких сплавов (АЛ-7, АЛ-9, МЛ-9 и др.), при больших нагрузках – из чугуна или литейных сталей. При этом по условиям нормального заполнения формы расплавленным металлом толщину стенки принимают не менее 6 мм. Тогда наружный диаметр корпуса в соединении с гайкой:

.

(5.1)

Из конструктивных соображений принимаем .

Рисунок 5.1 – Корпус домкрата

Корпус предпочтительно изготавливать коническим (конус 1:10), с квадратной или круглой опорной плитой. Для облегчения конструкции в корпусе предусматриваются вырезы.

Размеры опорной плиты домкрата определяется из расчета на смятие материала, на который устанавливается домкрат. Обычно под него подкладывают мягкие материалы (доски, шпалы), для которых допускаемые напряжения смятия .

Рисунок 5.2 – Нагрузки, действующие
на опорную часть домкрата

Уравнение прочности на смятие, из которого можно определить наружный диаметр плиты (размер определяется по эскизу) для круглого основания (рис. 5.2):

.

(5.2)

Отсюда:

.

(5.3)

Принимаем .

Толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб. Предполагается, что со стороны основания на плиту действует равномерно распределенная нагрузка:

,

(5.4)

где – площадь основания плиты.

Изгибающий момент в сечении II-II можно упрощенно определить:

,

(5.5)

где – суммарная сила, действующая со стороны опоры на плиту.

Толщина круглой плиты:

,

(5.6)

Принимаем .

 

Определение КПД механизма

Определяем коэффициент полезного действия винтовой пары:

.

(6.1)

Таким образом, КПД винтовой пары составил .

Определяем КПД винтового механизма при преобразовании вращательного движения в поступательное:

,

(6.2)

где - работа сил полезного сопротивления за один оборот;

– работа сил полезного сопротивления и трения в винтовой паре за один оборот;

– работа сил трения в подпятнике за один оборот.

Отсюда:

,

(6.3)

Таким образом, КПД механизма составил .

 

Заключение

В данной работе был проведён расчёт и спроектирована конструкция домкрата по предлагаемой схеме и заданным параметрам. В ходе выполнения домашнего задания были приобретены навыки конструирования винтовых передач, изучен и закреплён материал читаемого курса «Динамика машин и основы конструировани», а также получены первичные навыки конструкторского труда.

Был спроектирован механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное. Коэффициент полезного действия этого механизма составил 31%, что является хорошим результатом.