Студент Группа
Руководитель проекта
2005 г.
1. Расчет винтовой пары
1.1 Выбор расчетной нагрузки
На резьбовую пару винтовых механизмов нагрузка прикладывается центрально, следовательно расчетная нагрузка FВ равна полезной нагрузке F:
Возможно вы искали - Курсовая работа: Конструирование зубчатого мотор редуктора автоматических устройств
FВ = 12 кН.
1.2 Материалы и допускаемые напряжения винта и гайки
Для изготовления деталей резьбовой пары применяют антифрикционные материалы с целью снижения потерь на трение. При этом винт выполняют всегда из сталей 35, 45, 40Х или Ст. 4, Ст. 5, Ст. б в улучшенном (закалка с высоким отпуском) или нормализованном состояниях.
Для изготовления гаек в виде вкладышей используют бронзы оловянистые и безоловянистые марок Бр. А9-Ж4; Бр. 010-Ф1; Бр. Об-Ц6-С3 и др., а также серые чугуны марок СЧ15; СЧ20 и др. В зажимных механизмах гайки выполняют из мягких сталей Ст. 2, Ст. 3, сталей 15, 20, 25.
Допускаемые напряжения [s] для винтов, стальных и чугунных гаек выбирают дифференциальным способом.
Похожий материал - Контрольная работа: Конструирование и расчет прочности шлюзовой камеры
где sпр - предельное напряжение материала, n - допускаемое значение коэффициента запаса прочности. Рекомендуют следующие допускаемые напряжения для бронзовых гаек: [tср] = 30 МПа; [sр] = 40 – 45 МПа; [sиз] = 45 – 50 МПа; [sсм] = 60 МПа.
Выполним расчет для винта, изготовленного из стали 45, и гайки, выполненной из бронзы марки Бр. 010-Ф1.
Допускаемые напряжения винта:
объемная закалка, HB 335 - 490, [sВ] = 1000 МПа; [sТ] = 750 МПа; [s-1] = 430 МПа.
Очень интересно - Курсовая работа: Конструирование металлорежущего оборудования
Допускаемые напряжения гайки:
[tср] = 30 МПа; [sр] = 42,5 МПа; [sиз] = 47,5 МПа; [sсм] = 60 МПа.
1.3 Выбор типа резьбы
Свойства резьбы определяются относительной толщиной витка у основания ya= a / p, относительной высотой витка yh= h / p и рабочим углом g. Для каждого типа резьбы эти параметры постоянны. Параметр ya, определяет прочность витков резьбы на изгиб и срез; yh - характеризует стойкость витков резьбы на износ, а параметр у обусловливает КПД винтовой пары.
Применение каждого типа резьбы определяется соответствием ее параметров ya, yh, g предъявляемым к механизму требованиям.
Вам будет интересно - Курсовая работа: Конструирование одежды
Трапецеидальная резьба (см. рис. ниже) – основной тип резьбы для винтовых механизмов, широко применяется благодаря универсальности свойств. Прочность (ya = 0,67), стойкость на износ (yh = 0,5) и КПД (g = 15°) удовлетворительные. Технологичность трапецеидальной резьбы хорошая, так как ее можно нарезать инструментом любого типа. Резьба стандартизирована, ее параметры определены ГОСТ 9484-81.
Упорная резьба наиболее приспособлена к работе в условиях большого трения и износа. Превосходит трапецеидальную резьбу по стойкости на износ (yh = 0,75) и КПД (g = 3°). Прочность витков (ya = 0,7), а технологичность упорной и трапецеидальной резьб примерно одинаковы. Упорная резьба стандартизована, ее размеры даются в ГОСТ 10177-82. Из-за несимметричности профиля упорная резьба может применяться только в нереверсивных механизмах, т. е. в таких, где рабочая нагрузка имеет одно направление.
Ленточная (прямоугольная) резьба по свойствам близка к трапецеидальной резьбе. Размеры резьбы не стандартизованы. Резьбу делают квадратной ya = yh = 0,5. Шаг и диаметры резьбы удобно назначать по стандарту на трапецеидальную резьбу. Уступая по прочности трапецеидальной резьбе, ленточная резьба превосходит ее по КПД (g = 0°).
Технологичность ленточной резьбы невысока, т.к. ее можно нарезать только резцом. Однако винтовые механизмы с ленточной резьбой обеспечивают наибольшую точность перемещений. Поэтому ее применяют для ходовых винтов особо точных механизмов подач.
Похожий материал - Курсовая работа: Конструирование станка для шлифования свободным абразивом
Метрическая резьба - основной тип резьбы для болтовых соединений, обладает высокой прочностью (ya = 0,875), удовлетворительной стойкостью на износ (yh = 0,54) и низким КПД (g = 0°), технологичность ее - отличная.
В винтовых механизмах применение метрической резьбы ограничивается зажимными приспособлениями, где по условиям самоторможения выгодно иметь большое трение. Для уменьшения износа применяется резьба только с крупным шагом. Резьба стандартизована, ее размеры даются в ГОСТ 24705-81.
Сопоставив параметры и технологичность тех или иных резьб, остановим выбор на трапецеидальной резьбе: ya = 0,67, yh = 0,5, g = 15°.
1.4 Расчёт резьбовой пары на износ