Проектирование винтового съемника

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: Өстенов Д.К.

студент группы ТТТ К-3

Проверил: Куанышев М.К.

к.т.н., ст. преподаватель

Актобе-2015 год

Содержание

Введение

Задание

1. Расчёт и проектирование винта

2.      Расчёт и проектирование гайки

.        Расчёт пяты скольжения

.        Детали вращения винтов, расчёт и проектирование

.        Расчёт коэффициента полезного действия винтового механизма

.        Проектирование корпуса винтового механизма

Заключение

Список используемой литературы

Введение

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:  = 80мм;

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

 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 = 32мм, 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);

α - угол, образуемый рабочей поверхностью витка резьбы с плоскостью, нормальной к оси винта (α = 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;

;

,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

.

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, h = 0.44 = 44%.

7.      Расчёт корпуса

Расчет элементов корпуса съемника проводим в следующей последовательности:

1.Из условия прочности на изгиб определяют высоту сечений и

. 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.

. 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:

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%.

Список использованной литературы

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

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

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

. Анурьев В.И. “Справочник конструктора-машиностроителя”, т.1. перераб. и доп. - М.: Машиностроение,1981.- 560 с.