Пресс монтажный

Министерство образования и науки Украины Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского

" ХАИ"

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по деталям машин

" Пресс монтажный"

Выполнил: студентка 432гр.

Консультант: доцент Харьков 2002

• Введение
• Задание
• Расчет винта
• Расчет пяты скольжения
• Расчет гайки
• Расчет штифта
• Расчет корпуса пресса
• Расчет рукоятки пресса
• Вывод
• Список использованной литературы

Цель работы — спроектировать винтовой механизм пресса монтажного.

Назначение передач винт-гайки — 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 почти во всех видах устройств.

В курсовом проекте дано описание конструкции пресса монтажного, произведен расчет винтовой передачи, корпуса пресса, а также приведен выбор подшипника.

Задание

Пресс монтажный.

Тип резьбы: ГОСТ 9484– — трапецеидальная.

Расчет винта

1. Назначаем материал для винта: сталь 45 улучшенная.

Характеристики:, ,.

2. Определяем основное допускаемое напряжение:

.

3. Найдем диаметр винта по критериям, определяющим работоспособность, передачи винт-гайка, из следующих условий:

а) прочность на сжатие с учетом устойчивости:

где — внутренний диаметр резьбы винта;

— коэффициент, учитывающий скручивание тела винта моментом в опасном сечении =1.1…1.2;

— коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения с предварительно задаваемой гибкостью, т. е. ;

— отношение внутреннего диаметра к внешнему полого сечения винта;

б) допускаемой гибкости:

где — коэффициент приведенной длины винта: =0.7;

— коэффициент полноты сечения: при ;

— допускаемая гибкость (для грузовых винтов =100);

— свободная длина винта: .

в) износостойкости рабочих поверхностей витков резьбы (ограничение удельного давления):

где — средний диаметр резьбы винта;

— коэффициент высоты гайки (для ходовых винтов принимают конструктивно 1.2−2.5);

— высота гайки;

— коэффициент высоты резьбы: для трапецивидной резьбы ;

— высота профиля резьбы;

— шаг резьбы;

— допускаемое удельное давление, зависит от материалов трущейся пары, для стали по оловянной бронзе

4. Определяем наружный диаметр винта d [1]:

а) d=16мм, P=2;

б) d=10мм, P=2;

в) d=18мм, P=2;

По наибольшему диаметру находим остальные геометрические характеристики винта и гайки [1]:

внутренний диаметр винта:

средний диаметр винта и гайки:

внутренний диаметр гайки:

наружный диаметр гайки:

5. Выполняем проверочный расчет:

а) найдем соотношение между и, которое для самотормозящейся резьбы должно быть таким: :

где n — количество заходов резьбы (принимаем n =2); P — шаг резьбы. Материал гайки бронза. Смазка скудная. Скорость <1м/скоэффициент трения

.

Для обеспечения наибольшего КПД механизма должно выполняться условие

Условие самоторможения выполняется.

б) проверим винт на прочность в опасном сечении:

Тогда ,

Где — крутящий момент в опасном сечении.

Расчет пяты скольжения

Так как механизм испытывает в основном радиальную нагрузку, то берем радиальный шарикоподшипник.

Расчетная грузоподъемность стандартного радиального шарикоподшипника:

где — статическая грузоподъемность;

— коэффициент запаса (1.2…1.5).

пресс монтажный винтовой механизм Условное обозначение подшипника: 221.

Грузоподъемность:,. Вес G=3.6кг.

По ГОСТ 8338–57 определяем размеры подшипника:

Шарики ,

Момент трения в стандартном радиальном шарикоподшипнике равен:

где — средний диаметр круга катания шариков;

— коэффициент трения качения;

— диаметр шарика;

— внутренний диаметр кольца подшипника;

— приведенный коэффициент трения.

Расчет гайки

1. Сталь гайки: оловянистая бронза БрОФ10−1.

ГОСТ 613–41. Способ изготовления — отливка в землю.

Характеристики: ,

2. Определяем число витков:

.

Из конструктивных соображений принимаем

3. Определяем высоту гайки:

4. Определяем наружный диаметр гайки

где — коэффициент, учитывающий действие касательных напряжений кручения;

— допускаемое напряжение сжатия или растяжения равное

Т.к. толщина стенки гайки по расчету оказывается малой, то наружный диаметр гайки назначаем конструктивно, но не менеее

Из конструктивных соображений принимаем D=30.

5. Размер заплечика определяем из условия смятия материала гайки под действием силы по уравнению:

где

Так как это очень малое значение, то из конструктивных соображений принимаем

6. Высоту заплечника определяем из условия его изгиба под действием нагрузки, без учета запрессовки и трения на поверхности гайки, по уравнению:

7. Витки гайки проверяют на прочность при следующих допущениях:

а) осевое усилие распределяется между витками равномерно;

б) угол подъема витков настолько мал, что их можно рассматривать в виде плоских круговых колец.

Уравнение прочности витка на срез при нагрузке, приходящейся на один виток имеет вид:

где

Расчетная схема витка гайки на изгиб представляет собой кольцевую плитку, заделанную по наружному контуру и несущую равномерно распределенную нагрузку:

Прочность витка на изгиб:

где

Расчет штифта

Иногда гайку в корпусе, помимо запрессовки, фиксируют с помощью стальных штифтов или винтов, которые должны удерживать гайку от вращения в предположении, что трение на ее поверхности отсутствует. Расчет этих элементов можно выполнить из условия их среза по сечению или смятия поверхностипод действием момента винтовой пары:

Из конструктивных соображений принимаем

Из конструктивных соображений длина штифта должна равняться:

Определение КПД механизма.

КПД механизма определяем по формуле:

где работа сил полезного сопротивления за один оборот;

работа сил полезного сопротивления и трения в винтовой паре за один оборот;

работа сил полезного сопротивления в подшипнике.

Работа трения винтовых передач характеризуется коэффициентом полезного действия:

.

КПД механизма должен мало отличаться от КПД винтовой передачи.

Расчет корпуса пресса

Проверяем корпус на прочность в опасном сечении.

Поскольку напряжения во внутренних волокнах сечения захвата суммируются, то с целью облегчения конструкции назначаем сечения в форме тавра.

Т.к. стержень характеризуется большой кривизной (R/h <5), то его расчет ведем по формуле:

где — статический момент площади сечения бруса относительно нейтральной оси;

с — координата центра тяжести;

e — расстояние нейтральной линии от центра тяжести;

— площадь сечения бруса;

и сила и момент;

— расстояние от нейтральной линии до внутреннего и наружного волокон соответственно;

— радиус внутренних и наружных волокон соответственно.

; R=140мм; h=35мм;

;

;

Подставив значения, получим:

Материал корпуса: сталь 40Х улучшенная. Характеристики стали: HB=280. Коэффициент запаса S=3.

Расчет рукоятки пресса

1. Материал рукоятки: ст. 3 без термической обработки.

Характеристики стали:

2. Определяем длину рукоятки из условия равенства моментов:

где Q=100Н.

3. Определяем диаметр рукоятки из условия прочности на изгиб в опасном сечении:

4. Проверяем прочность материала рукоятки на смятие в опасном сечении:

Вывод

В ходе данного курсового проекта мы приобрели первичные навыки конструкторской деятельности.

В данном курсовому проекте представлен расчет винтового механизма пресса монтажного. В ходе рсчетов были определены параметры винтовой передачи, корпуса, подобраны стандартные детали. Определен КПД механизма, который равен 38%.

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

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

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