Рассчитать болты, которыми крепится стойка кронштейна к фундаментной чугунной раме (рис. 1.1). Нагрузка статическая. Болты принять по ГОСТу. Данные для расчёта приведены в табл. 1.1.
Рис. 1.1
Таблица 1.1
Исходные данные Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F, кН 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
а, мм 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
b, мм 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Решение
Сила F создает момент стремящийся раскрыть стык соединения.
Сила от создаваемого момента на наиболее нагруженный болт.
Fм=(Fa)/b=(190,29)/0,07=78,7 кН.
Раскрытие стыка деталей исключается затяжкой болтов
соединения соответствующей силой Fзат. Нахождение
Fзат проводим по наиболее нагруженному болту.
Fзат=Fм/z
где z=2- число болтов
Fзат=78,7/2=39,35 кН.
Определим расчетное усилие одного болта с учетом кручения.
Fр=KFзат
где K=1,25 - коэффициент, учитывающий кручение болта.
Fр=1,2539,35=49,2 кH.
Внутренний диаметр резьбы болта
d1=(4Fp)/р
Материал болта сСталь 45, предел текучести T=360 Н/мм2.
Коэффициент запаса прочности n=4
р=T/n=360/4=90 Н/мм2
Получим
d1=(449,2103)/3,1490)=26,395 мм.
По ГОСТ 24705-81 примем болт M36с диаметром d1=31,670 мм.
и шагом резьбы p=4 мм.
Часть 2. Задачи для расчета деталей винтового механизма
Задача. Рассчитать детали винтового домкрата по схеме рис. 2.1 грузоподъемностью F, кН, при максимальной высоте подъема Н, мм. Номера задач приведены в табл. 2.1, исходные данные (вариант) – в табл. 2.2.
Рис. 2.1. Типы домкратов
Таблица 2.1
Номер задачи 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вид резьбы Трап Уп
Прям Трап Уп
Прям Трап Уп
Прям Трап
Тип домкрата а б а
Таблица 2.2
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F, кН 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Н, мм 200 250 300 150 350 275 325 225 175 400
Материал винта Ст4 Сталь
45 Сталь
40Х Сталь
40ХН Ст5 Ст5 Сталь
50 Сталь
35 Сталь
40ХГ Сталь
65Г
Материал гайки СЧ12 СЧ15 СЧ18 СЧ21 БрОФ
10-1 БрОЦС
6-6-3 БрОФ
10-1 БрАЖ
9-4 АВЧ-1 АВЧ-2
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Расчетные схемы домкратов
314833014605б
00б
-698514605а
00а
Рисунок 1 – Эпюры внутренних силовых факторов в деталях винтового домкрата
Расчеты деталей домкрата
Из условия износостойкости резьбовой пары грузового винта
где: Н = НГ / d2 – коэффициент высоты гайки;
h = h / р – коэффициент высоты резьбы, определяем средний диаметр резьбы d2, мм
,
где F – расчетная нагрузка на винт (грузоподъемность), Н;
– средний диаметр резьбы, мм;
h – рабочая высота профиля резьбы;
ZГ – число витков резьбы в гайке;
[q] – допускаемое давление в резьбе, МПа.
Принимаем
Значение коэффициента высоты гайки назначают в пределах Н = 1,2…2,5; значение коэффициента высоты резьбы для трапецеидальной и прямоугольной резьб h = 0,5,
Допускаемое давление назначают в зависимости от материалов резьбовой пары:
– для закаленной стали по антифрикционному чугуну [q] = 7…9 МПа;
Получаем
d2*500003.14*2*0.5*8=44,614 мм
В соответствии с расчетным размером d2 для трапецеидальной резьбы из ГОСТ выписываем размеры наружнего диаметра винта d=50 мм, внутреннего диаметра d1= 42 мм, среднего диаметра d2=46 мм, шага р=8 мм.
Высота гайки
.
Получаем H*г=246=92 мм
Из ряда Ra40 ГОСТ 6636-69 (приложение Е) принимаем Hг=95 мм
Количество витков резьбы в гайке
.
Получаем Zг=95/8=11,88 так как принимаем резьбу с другими параметрами: наружнего диаметра винта d=60 мм, внутреннего диаметра d1= 48 мм, среднего диаметра d2=54 мм, шага р=12 мм.
Высота гайки H*г=254=108 мм
Из ряда Ra40 ГОСТ 6636-69 принимаем Hг=110 мм
Количество витков резьбы в гайке
Получаем Zг=110/12=9,17 <10
Угол подъема винтовой линии
.
Приведенный угол трения
где – угол наклона рабочей стороны профиля резьбы.
Для трапецеидальной резьбы = 15;
Коэффициент трения скольжения f принимают при стальном винте и чугунной гайке со смазкой .
Тогда
=arctg123.14*54=3,77
=arctg0.1cos15=5.91
Условие самоторможения
Условие выполняется так как =3,77 < =5,91.
Коэффициент полезного действия винта при подъеме груза
.
Получим =tg3.77tg(3.77+5.91)=0,386
Размеры гайки. Из условия прочности при растяжении (сжатии)
определяем наружный диаметр гайки D, мм
,
где – допускаемое напряжение при растяжении (сжатии);
для чугунных – МПа.
Получаем
D*4*500003.14*34=43,282 мм
примем D=85 мм (диаметр винта 60 мм)
Из условия прочности на смятие
определяем диаметр бурта гайки DБ, мм
,
где – допускаемое напряжение смятия, для чугунных – МПа
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
