Проектирование винтового съемника

Министерство образования и науки Республики Казахстан Актюбинский региональный государственный университет им. К. Жубанова Кафедра: АТ и ОДД Факультет: технический КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине:

Основы проектирования и эксплуатация технического оборудования На тему:

Проектирование винтового съемника Разработал: ?стенов Д.К.

студент группы ТТТ К-3

Проверил: Куанышев М.К.

к.т.н., ст. преподаватель Актобе-2015 год

Введение

Задание

1. Расчёт и проектирование винта

2. Расчёт и проектирование гайки

3. Расчёт пяты скольжения

4. Детали вращения винтов, расчёт и проектирование

5. Расчёт коэффициента полезного действия винтового механизма

6. Проектирование корпуса винтового механизма Заключение Список используемой литературы

Курсовой проект по дисциплине «Основы проектирования и эксплуатация технологического оборудования» соответствует закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, развитию творческих и инженерных навыков самостоятельного решения инженерно-технических задач, подготовке к выполнению дипломных проектов, включающих разработку гидропривода машин.

Цель этой работы состоит в том, чтобы спроектировать винтовой механизм (съёмник). Назначение передач винт-гайка — преобразование вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большую несущую способность при малых габаритах, возможность достижения высокой точности перемещений, простоту конструкции и изготовления, поэтому винтовые механизмы получили широкое распространение в общем машиностроении, авиационной технике и робототехнике. винтовой механизм самолётный съёмник Винтовые съемники предназначены для разбора узлов с деталями, собранные с натягом. Разнообразие таких деталей велико: подшипники качения, различные втулки, диски, колеса и другие детали, посаженные с натягом на вал или в отверстие корпуса.

Рис. 1. Винтовой съемник Винтовой съемник состоит из траверсы (корпуса) 2, винта 5, захватов (лап, упоров) 4, гайки 3 и рукоятки 1. Количество захватов — два или три.

Для предотвращения разрушения демонтируемых подшипников качения следует захватывать внутреннее кольцо подшипника, посаженного на вал, а при запрессовке подшипника в корпус наружное.

Рис. 2 Схема захвата подшипника Задание 05.02 «Съемник самолётного ремкомплекта»

Дано:

резьба: упорная ГОСТ 9484;

подшипник: 7516;

осевая сила: F = 8000Н;

ход винта: h = ;

внутренний диаметр подшипника: = 80 мм;

1. Расчёт и проектирование винта

Для винта выбираем материал Сталь 40Х, имеющий следующие характеристики:

где

временное сопротивление разрыву;

предел текучести;

S — коэффициент запаса.

Определяем допускаемые напряжения для материала винта:

Строим эпюры распределения нагрузок вдоль оси винта и устанавливаем опасное сечение:

Найдём диаметр винта по критериям, определяющим работоспособность винтового механизма из следующих условий:

а) прочности на сжатие с учётом продольной устойчивости:

где

F — заданная внешняя нагрузка;

= 0.54 — коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения;

к = 1.3 — коэффициент, который учитывает скручивание тела винта моментов в опасном сечении;

= 0- отношение внутреннего диаметра к внешнему;

— допускаемое напряжение; отсюда мм б) допускаемой гибкости для сжатых винтов:

где

— коэффициент приведённой длины винта;

= 0.25 — коэффициент полноты сечения;

мм — свободная длина винта;

= 90 — допускаемая гибкость; отсюда мм в) ограничения удельного давления в резьбе скольжения для сжатых и растянутых винтов:

где

= 1.3 — коэффициент высоты гайки;

= 0.5- коэффициент высоты резьбы;

= 0,5P — высота профиля резьбы;

P — шаг резьбы;

(сталь по безоловянистой бронзе) — допускаемое удельное давление, отсюда:

мм По рассчитанным значениям выбираем стандартные значения винта и гайки:

Винт:

мм;

отсюда наружный диаметр резьбы d = 32 мм, внутренний диаметр мм, средний диаметр мм; Шаг резьбы P=3 мм;

Гайка:

наружный диаметр = 32.5мм, внутренний диаметр мм;

Выполним проверочные расчёты:

а) Расчёт на условие самоторможения.

Угол подъёма средней винтовой линии резьбы:

где:

z — кол-во заходов резьбы (i=1);

P — шаг резьбы;

d₂ — средний диаметр резьбы.

Приведенный угол трения:

где: f — Коэффициент трения материалов винта и гайки (f = 0,13);

б — угол, образуемый рабочей поверхностью витка резьбы с плоскостью, нормальной к оси винта (б = 30^°).

— условие самоторможения выполняется.

б) Проверка винта на прочность в опасном сечении:

;

где:

А — площадь сечения винта диаметром d₁:

где:

— полярный момент сопротивления сечения винта:

— момент винтовой пары

— напряжение кручения;

;

15,45 (МПа) < 243 (МПа) Условие прочности выполняется.

в) Определяем КПД винтовой пары:

2. Расчёт и проектирование гайки

Конструкция гайки Для расчёта гайки выберем материал БрАЖН 10−4-4, который имеет характеристики:

;

Определим число витков:

;

Определим высоту гайки:

;

;

Определю наружный диаметр гайки:

где к=1.3 — коэффициент, учитывающий действия касательных напряжений кручения,

— допускаемое напряжение сжатия или растяжения ;

где

;

;

;

так как толщина стенки гайки по расчёту оказывается малой, то наружный диаметр гайки назначаем конструктивно, но не менее

.

самолетный винтовой гайка пята корпус Определим ширину заплечика из условия смятия материала гайки под действием силы F:

где

— допускаемое напряжение смятия материала гайки;, из конструкторских соображений примем .

Определим высоту заплечика из условия изгиба:

.

Соединение гайки с корпусом имеет следующий вид Гайку и корпус ставят по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга гайку в корпусе фиксируют штифтом или установочным винтом, которые должны удерживать гайку от проворачивания и выпадения при работе механизма. Рассчитаем сопротивление вращению винтовой пары при подъёме груза:

где

— полезное сопротивление;

— сопротивление трения в резьбе;

.

Рассмотрим работу штифта на:

— срез:

;

;

;

— на смятие:

;

;

.

3. Расчёт пяты скольжения

По госту 333−71 мы имеем роликовые конические однорядные подшипники — упорный однорядный с лёгкой широкой серией, его характеристики:

— внутренний диаметр кольца подшипника,

— наружный диаметр кольца подшипника, Основной критерий работоспособности плоской сплошной и кольцевой пят это износостойкость, из него можно определить наружный диаметр пяты:

где

— отношение внутреннего диаметра пяты к внешнему;

— допускаемое удельное давление;

;

— определим момент трения:

4. Расчет рукоятки

В качестве материала для рукоятки выбираем сталь 40Х улучшенную со следующими параметрами:

.

Определим длину рукоятки:

где Q — усилие рабочего, примем Q=100.200H, тогда: .

Определим диаметр рукоятки из условия прочности:

;

;

Проверяем прочность материала рукоятки на смятие в опасном сечении:

5. Определение КПД механизма

КПД механизма определяем по формуле:

%

При прямом ходе

.

Таким образом, = 0.44 = 44%.

7. Расчёт корпуса

Расчет элементов корпуса съемника проводим в следующей последовательности:

1.Из условия прочности на изгиб определяют высоту сечений и

2. Приняв размер b=1.1h₂, поверяют захват в сечении на прочность по напряжениям изгиба и растяжения. Для двутаврового сечения На внутренних волокнах сечения напряжения суммируется, на наружных вычитается. При перегрузке размер в сечениях увеличивают и расчет повторяют.

3. Рассчитываются прямоугольные сечения и, ширина которых равна В. Из условия прочности на смятие определяется размер H₅ :

из конструктивных соображений

и из условия прочности на изгиб высоту :

из конструктивных соображений

Приняв размер сечения, поверяем сечение по условию прочности на изгиб и растяжение:

Заключение

В ходе данного домашнего задания мы приобрели первичные навыки конструкторской деятельности.

В данной расчетно-графической работе представлен расчет винтового механизма самолётного съёмника. В ходе расчетов были определены параметры винтовой передачи, корпуса. Определен КПД механизма, который равен 30%.

1. Муравьева В. А., Яковлев Ю. В. Методические указания к выполнению домашнего задания по винтовым устройствам. — Х.: ХАИ, 1981. -48 с.

2. Яковлев Ю. В. Расчет и проектирование устройств с винтовой передачей. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. — Х.: ХАИ, 1978. — 86 с.

3. Бейзельман Р. Д., Цыпкин Б. В. Подшипники качения. Справочник. Изд. 6-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1975. 572 с.

4. Анурьев В. И. «Справочник конструктора-машиностроителя», т.1. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1981. 560 с.