1. Исходные данныеТип механизма: домкрат с 2-мя ходовыми винтами: с трапецеидальной и прямоугольной резьбами.

1) Трапецеидальная правая однозаходная резьба:

d1=28,8ммd2=31,2ммd=33,6ммP=4,0ммn=1α=30

2) Прямоугольная левая однозаходная резьба:

d1=1 8ммd2=2 0мм

d=22ммP=4, 0мм

n=1

Обозначения на чертежах: d1- внутренний диаметр резьбы; d2- средний диаметр резьбы; d - внешний диаметр резьбы; P – шаг резьбы; n – число заходов; α – угол профиля резьбы в осевом сечении (для прямоугольной резьбы α=0).

Материалы деталей: - Винт: СТ 45 (НВ≤350);- Гайка СЧ 15-32

Введем следующие индексы для резьб:

тр – трапецеидальная резьба, пр – прямоугольная резьба.

2. Проверка винтовой пары на самоторможение

Условие самоторможения:

, где: - угол подъема резьбы, [3];

- приведенный угол трения, , - коэффициент трения

покоя (для материалов сталь – чугун ).

1) ;

, условие выполняется.

2) ;

, условие выполняется.

3. Расчет допустимой осевой силы для винта

- средний диаметр резьбы [3], где: Fa – осевая сила,

- коэффициент высоты резьбы (для трапецеидальной и прямоугольной резьб );

- коэффициент высоты гайки (назначаем ); - допустимое давление в резьбе (для материалов: сталь – чугун:

)Из данной формулы выразим осевую силу:

1) ;

2) Для прямоугольной резьбы: Расчет винта на прочность будем вести по прямоугольной резьбе (

), т.к. у нее в данном случае меньшая нагрузочная способность (и меньший диаметр).

4. Расчет винта на прочностьУсловие прочности для винта: [1], где:

- допустимые напряжения, - опасное напряжение для винта,

равно пределу текучести материала ( ) [4]; - коэффициент запаса прочности винта (примем: ), получим:

;

Вычислим эквивалентное напряжение :

1. - напряжение сжатия под действием силы Fa,

2. - напряжения кручения, где:

- момент кручения;

3.

(27,1МПа<225МПа), значит условие прочности выполняется.

5. Расчет винта на устойчивостьВинт, имеющий большую гибкость , под действием сжимающей силы

F0 может потерять устойчивость. - условие устойчивости, где

.

1. Определим гибкость: , где:

- приведенная длина винта, , - коэффициент приведения длины, для данного способа

закрепления: ;- радиус инерции, , 1)

2)

2. Так как , то дальнейший расчет ведем по

формуле Ясинского: , где ,

[2];

1) , -

условие выполняется.

2) , -

условие выполняется.

6. Расчет гайки

1. Определение высоты гайки: 1) , принимаем: H2=48мм2)

2. Основные размеры гайки можно назначить, используя следующие рекомендации: , , где коэффициент тем меньше, чем больше диаметр [1], вычисляем:1) , принимаем: ,

2) , принимаем: , , принимаем:

3. Проверка на прочность: [1], где:

- напряжения растяжения;

- напряжния кручения;

, для чугуна СЧ 15-32 [4],

1) ;

;

, условие выполняется.

2) ;

;

, условие выполняется.

4. Назначаем высоту буртика по рекомендации: [1].

Проверка на срез: , где для чугуна СЧ 15-32

[4]1) , принимаем:

, условие выполняется

2) Для прямоугольной резьбы: ,

, условие выполняется

7. Определение КПД винтовых передач:

- КПД винтовой передачи [2];

1) ;

2) .

Вывод: В ходе проделанной работы был проведен расчет на прочность винтов и гаек домкрата, все условия выполняются. А так же определены основные размеры гайки. Так же был определен КПД винтовой передачи. Для трапецеидальной резьбы он существенно выше, чем для прямоугольной (в 1,5 раза).

Литература

1) Кривенко И.С. Проектирование винтовых механизмов: Учебное пособие – СПб., 1999.

2) Кузьмин А. В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие – Минск.: Высш. шк., 1986.

3) Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для машиностр. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1984.

4) Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. Т.1. М., 1979.