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

Содержание

Введение

Задание

Расчет винта

Расчет пяты скольжения

Расчет гайки

Расчет штифта

Расчет корпуса пресса

Расчет рукоятки пресса

Вывод

Список использованной литературы

Введение

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: ГОСТ9484 - трапецеидальная.

Расчет винта

1. Назначаем материал для винта: сталь 45 улучшенная.

Характеристики: , ,.

. Определяем основное допускаемое напряжение:

.

. 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

. 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:

. 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. [1] Смазка скудная. Скорость <1м/скоэффициент трения

.

 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 [3].

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 ГОСТ8338-57 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.

ГОСТ613-41. Способ изготовления - отливка в землю.

Характеристики: ,  

2.       Определяем число витков:

.

Из конструктивных соображений принимаем

3.       Определяем высоту гайки:

.        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

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

. 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:

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;- 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:  

. Определяем длину рукоятки из условия равенства моментов:

где Q=100Н.

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

. 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%.

Список использованной литературы

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

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

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