Проектирование механизма привода, Расчет винтового механизма - Методика конструирования узлов и деталей винтового подъемника

Схема привода

Рисунок 1.1

    1 - двигатель 2 - муфта 3 - конический редактор 4 - гайка 6 - стол 7 - муфта

Устройство и работа привода

Привод винтового подъемника для наглядных пособий состоит из двигателя 1, вал которого с помощью глухой втулочной муфты 2 соединен валом - шестерней конического редуктора 3. Вращение с вала электродвигателя посредством конической зубчатой передачи передается на винт и приводит его в движение.

Перемещаясь по винту, гайка поднимет трубчатый шток.

В последнем установлен вращающийся стержень, к которому приварен стол.

Обратное действие устройства осуществляется путем реверсивного переключения электродвигателя.

Подъемник монтируется в нише стола учителя, а на поверхности находится лишь подставка для демонстрируемых узлов и деталей.

Расчет винтового механизма

Определение допускаемых напряжений на сжатие материала винта.

Для винта принимаем Ст3. По учебнику Левятова Д. С. "Расчеты и конструирование деталей машин - М1985 - с249 - таблица П2".

Предел текучести т 240 МПа. Предел прочности В 470 МПа.

Допускаемое напряжение на сжатие:

; (1.1)

Где n1 - коэффициент, зависящий от точности производимого расчета (n1=1);

N2 - коэффициент, зависящий от степени пластичности материала (n2=1,5);

N3 - коэффициент дополнительного запаса прочности (n3=1,5).

Определяем пониженное значение допускаемого напряжения на сжатие (для учета влияния скручивания).

[/ст ] = 0,6[ст ] = 0,6107 = 64МПа.

Определение наружного диаметра резьбы винта

Наружный диаметр резбы винта найдем из условия прочности на сжатие:

,

Где Q - осевая нагрузка на винт (Q = G = 200 Н);

= 2,23 мм.

Принимаем винт с трапециидальной резьбой номинальным диаметром d = 12 и шагом р = 4 мм (ГОСТ 11738-84).

Определение внутреннего диаметра резьбы винта:

;

D1 = d - 2t = 12 - 2 1 = 10 мм.

Определение среднего диаметра резьбы:

Проверка условий самоторможения:

(2.4)

По условию самоторможения:

,

Где 0,1 - коэффициент трения стального винта по бронзовой гайке.

Угол трения

.

Самоторможение обеспечено, т. к.

Определение рабочей длины винта

Рекомендуемая высота подъема Lпод = (8 - 10)d, но по конструктивным соображениям принимаем Lпод = 450 мм.

Проверка винта на устойчивость (продольный изгиб).

Гибкость винта определяется по формуле:

, (2.5)

Где S - коэффициент уменьшения основного напряжения;

= 0,7 - коэффициент, учитывающий условия закрепления.

Где i - радиус инерции.

= 0,45[1;78].

Проверяем винт на устойчивость:

(2.6)

[/]cт = 0,4564 = 28МПа;

2,54 МПа 28МПа.

Устойчивость винта обеспечена.

Определение количества витков гайки из условия ее износостойкости.

Принимаем среднее удельное давление между витками стального винта и гайки : [g] = 10 МПа.

Из условия износостойкости гайки:

Где z - количество витков.

Из конструктивных соображений принимаем количество витков z = 5.

Определение высоты гайки:

H = pz = 45 = 20 мм;

H = Lпод + H = 425 мм.

Определение высоты заплечника гайки:

H = (0,30,5)H = 0,520 = 10 мм.

Определение наружного посадочного диаметра гайки.

Из условия прочности и растяжения и для учета кручения принимаем:

Qрасч = 1,3200 = 260 Н;

D = 1,13,

Где D - наружный посадочный диаметр гайки;

[]р = 0,8[]и = 0,850 = 40Мпа - допускаемые напряжения при растяжении.

D = 1,13=15,2 мм.

Принимаем D = 16 мм.

Определяем диаметр буртика из условия прочности на смятие:

D1 = 1,13,

Где [D]см 1,6[D]и = 1,650 = 80 МПа - допускаемое напряжение на смятие.

D1 = 1,13= 17,07 мм.

Принимаем D1 = 18 мм.

Похожие статьи




Проектирование механизма привода, Расчет винтового механизма - Методика конструирования узлов и деталей винтового подъемника

Предыдущая | Следующая