Расчет силовой винтовой передачи

Курсовая работа по дисциплине

" Детали машин и основы конструирования "

Студент группы 45 _____________

(подпись)

Руководитель доцент ______________

(подпись)

Задание защищено с оценкой « »

Дата « » ____________ 20____ г.

Санкт-Петербург - Сосновый Бор

20____

Содержание

Расчет механизмовэлектромеханического подъемника…………..4

1 Расчет силовой винтовой передачи …………………………….4

2 Проверка на прочность поперечной балки ………………….....8

3 Определение параметров мотора-редуктора………………........9

4 Контрольные вопросы …………………………………………..11

5 Варианты заданий……………………………….........................12

Список использованных источников……………………………..…13

Приложение А. Требования к оформлению ……………………......14

Приложение Б. Параметры трапецеидальной резьбы……………..15

Приложение В. Технические данные асинхронных двигателей переменного тока серии RA…………………………........................16

Приложение Г. Примеры расчётов……………….............................17

Расчет механизмов электромеханического подъемника

Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных выполнить расчёт основных механизмов электромеханического подъемника и определить параметры электродвигателя для его привода.

Расчет силовой винтовой передачи

Проектируемая винтовая передача в зависимости от числа стоек подъемника воспринимает часть общего веса. Поэтому вначале определяем вес Q, приходящийся на каждую стойку.

Средний диаметр резьбы винта и гайки d₂ определяем из расчета резьбы на износостойкость

, (1)

где Q - вес, приходящийся на каждую стойку, Н;

k₁ - отношение высоты гайки h к среднему диаметру резьбы, принимаем k₁ = h/d₂ = 1,6;

k₂ - коэффициент зависит от вида резьбы. Для трапецеидальной резьбы k₂ = 0,5;

[q] - допускаемое давление для резьбы, [q] = 10МПа.

С учётом запаса прочности, необходимого для грузового винта подьёмника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром и шагом в соответствие с ГОСТ 24737-81. Параметры трапецеидальной резьбы которая применяется для грузовых винтов указаны в приложении Б.

Принимаем материал винтовой пары: для винта Сталь 45, для гайки – бронза Бр ОЦС-6-6-3.

Затем проверяем условия самоторможения винта

< r, (2)

где L - угол подъема винтовой линии;

r - угол трения, для винтовой пары сталь - бронза r = 4⁰.

Угол подъема винтовой линии определяем выражением

, (3)

где р - шаг резьбы.

Если условия самоторможения не выполняется, принимаем для расчетов винт с меньшим шагом резьбы.

Коэффициент полезного действия винтовой пары определяется выражением

(4)

На винт совместно действуют напряжение растяжения и касательное напряжение от приложенного к винту крутящего момента (рисунок 1).

Рисунок 1 - Пример конструктивного исполнения верхней опоры грузового винта

Выполним проверку винта на прочность с учетом совместного действия деформации растяжения и кручения.

Условия прочности

s_пр £ [s], (5)

где s_пр - приведенное напряжение от действия деформации растяжения и кручения, МПа;

[s] - допускаемое напряжение, МПа.

Приведенное напряжение s_пр равно

, (6)

где s_р - напряжение растяжения, МПа;

t - касательное напряжение МПа.

Допускаемое напряжение [s] для материала Сталь 45 равно 160МПа .

Напряжение растяжения s_р равно

s_р = (7)

Касательные натяжения t определим по формуле

t = , (8)

где М_кр - крутящий момент прилагаемый к винту, Н × м;

W_р - полярный момент сопротивления, м³

Величина крутящего момента М_кр определяется выражением

М_кр = , (9)

где М_n - момент трения на опорах винта

М_n = , (10)

где f₀ - коэффициент трения в подшипниках, f₀ = 0,01

Величина полярного момента сопротивления для круглого сечения, вычисляется по выражению

, (11)

где d₁ - внутренний диаметр резьбы, мм

Подставив значения указанных величин в формулы (8), (9), (10), (11) определим значение касательного напряжения действующего на винт.

Затем определим приведенное напряжение в соответствии с формулой (6).

Если условие прочности по приведенному напряжению действующему на винт не соблюдается, принимают винт большего диаметра и повторяют расчет.

Затем определим необходимое число витков резьбы в гайке Z из расчета по допускаемому давлению

, (12)

где [g] - допускаемое давление в сопряжении винт-гайка, Н/м²;

d - наружный диаметр винта, м;

d₁ - внутренний диаметр винта, м.

Для пары сталь - бронза допускаемое удельное давление [g] = 7…13МПа. Примем [g] = 12 МПа.

Подставив в формулу (12) значения указанных величин, получим требуемое число витков с округлением до ближайшего целого значения.

Определим высоту гайки по формуле

h = Р × z , (13)

где Р - шаг резьбы.

Наружный диаметр гайки D_н определим из расчета на растяжение

, (3.14)

где [s_р] - допустимое напряжение в гайке на растяжение, [s_р] = 40МПа;

d - наружный диаметр резьбы;

k - коэффициент запаса прочности, k = 1,5.