Реферат: Детали машин

где H=160мм - высота подъема груза.

Подставляя в формулу (4) числовые значения H=160мм и h₁ =30мм, получим L=160+30=190мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Максимально возможное расстояние l от середины гайки до пяты, т.е. длина участка винта, испытывающего сжатие, находится по формуле [1]

l=Н+0.5h₁ +h_з , (5)

где h₃ длина части винта, находящегося в контакте с пятой и равная 30мм из конструктивных соображений.

Подставляя в формулу (5) числовые значения H, h₁ и h_З , получаем l=160+0.5*30+30=205мм.

Приведенная длина винта определяется зависимостью

l_пр =ml , (6)

где m – коэффициент приведения длины, зависящий от способа закрепления концов винта. В данном механизме обе опоры винта следует считать шарнирами и для такой системы m=0.7 [1]. Подставляя в формулу (6) числовые значение получаем l_пр =0.7*205=143.5мм.

Радиус инерции поперечного сечения винта i_x определяется зависимостью

i_x =0.25d₁ =0.25*13.322=3.4мм . (7)

Гибкость винта

. (8)

Так как гибкость винта мала (l<50) то расчет, его на устойчивость не требуется.

3. Проверка на самоторможение

Самотормозящаяся винтовая пара должна удовлетворять условию

, (9)

где запас самоторможения k>=1,3 [1]; j – угол подъема винтовой линии на среднем цилиндре; r’ – приведенный угол трения.

Угол подъема винтовой линии на среднем цилиндре

. (10)

Приведенный угол трения

, (11)

где f₁ – коэффициент трения из [1] равный 0.12; a – угол наклона рабочей грани витка к торцевой плоскости винта для упорной резьбы равный 3^о . Подставив эти значения в формулу (11), получим

Подставив значения r’=0,119 и j=0,084 в условие (9), получим k=0,119/0,084=1,42>1,3. Значит винтовая пара обладает запасом самоторможения.

4. Расчет винта на прочность

Наиболее напряженной частью винта является участок от гайки до пяты, подвергающийся сжатию силой Q и кручению моментом T_P , определяемым по формуле

. (12)

Напряжение сжатия s_c определяется по формуле

. (13)

Напряжение кручения

. (14)

Эквивалентное напряжение

. (15)

Допускаемое напряжениеопределяется по формуле

, (16)

где s_оп – опасное напряжение для винта, равное пределу текучести стали 45, т.е. s_оп =353 МПа; [S] – коэффициент запаса прочности, равный

[S]=[S₁ ][S₂ ][S₃ ], (17)

где [S₁ ] – коэффициент, учитывающий точность определения действующих на деталь нагрузок; [S₂ ] – коэффициент, учитывающий однородность материала детали; [S₃ ] – коэффициент, учитывающий требования безопасности. В соответствии с рекомендациями [1] эти коэффициенты выбраны равными 1.2;1.5 и 1 соответственно.

Подставляя эти значения в формулу (17) получим [S]=1.2*1.5*1=1.8.

Подставляя значения s_оп =353МПа и [S]=1.8 в формулу (16) получим [s]=353/1.8=196МПа.

Так как s_э =32МПа<[s]=196МПа, то условие прочности выполняется.