Какая резьба на домкрате: Какая резьба на домкрате — Яхт клуб Ост-Вест

расчет домкрата

РАСЧЕТ ДОМКРАТА

Данный домкрат применяется для получения большого усилия на выходе с использованием небольшого рабочего усилия на входе. Основным элементом домкрата является передача винт-гайка. Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное. В силовых передачах винт-гайка часто применяется трапециедальная резьба. Она обладает высокой прочностью витков, технологична, имеет более высокий к.п.д., чем метрическая резьба, но может использоваться только при реверсивной нагрузке. Винт и гайка должны составлять прочную и износостойкую пару. Исходя из этого винт, который не подвергается закалке изготавливается из стали , а для изготовления гайки применяется бронза .

Резьба трапециедальная

Примем материал Винта Сталь 45

материал Гайки Бронза БрА9Ж4

материал Рукоятки Ст3кп

материал Корпуса Ст3кп

1.Расчет винта домкрата

Геометрические параметры резьбы

Опыт эксплуатации передач винт-гайка показывает, что основной причиной выхода их из строя является изнашивание резьбы . Следовательно, критерием проектировочного расчета является износостойкость. Условие работоспособности по критерию износостойкости может быть записано в виде .

1.2 Определение внутреннего диаметра резьбы винтового домкрата.

Расчет на устойчивость по формуле Эйлера

Проверка на устойчивость прошла не прошла

По ГОСТ 9484-73 выбираем резьбу

1.3 Угол подъема винтовой линии винтового домкрата.

Винотовая линия

1.4 Приведенный угол трения в резьбе

1.5 Проверка условия самоторможения ( расчет домкрата)

Условие самоторможения выполняется

1.6 Момент сил трения в резьбе

1.7 Момент сил трения на обушке винта

1.8 Размеры рукоятки винтового домкрата

материал Рукоятки Ст3кп

Конструктивная длина рукоятки принимается с учетом ширины ладони рабочего и диаметра головки винта, после чего округляется до ближайшего большего стандартного значения:

1. 9 Проверочный расчет

Условие прочности имеет вид

2 Расчет гайки домкрата

Число витков гайки

Проверка прочности витков резьбы гайки

материал Гайки Бронза БрА9Ж4

Условие выполняется

Размеры гайки

3.Расчет корпуса домкрата

По заданию примем Dвк

Наружный диаметр корпуса опрделим из условия

прочности на смятие опорной поверхности

материал Корпуса Ст1кп

Dнк мало поэтому примем ширину фланца конструктивно

Высота корпуса

4. КПД Домкрата

5. Расчет болтового соединения домкрата

Диаметры болтов нужно подбирать

по двум действующим силам обозначенным

Возьмем 4 болта поставим без зазора (плотно),

они будут работать на срез и смятие.

суммарный момент

Расстояние от оси домкрата до оси болта

Примем материал болтов

Здесь вы можете заказать решение любых заданий связанных с машиностроением из курса втуза.

Так же, буду рад, если вы напишите свое мнение по поводу данных программ на почту.

Заметка автора

Решебник по Маткаду машиностроительный

Решебник по Маткаду машиностроительный

Не налегай! — журнал За рулем

КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ

НЕ НАЛЕГАЙ!

БУДЬТЕ ДЕЛИКАТНЕЕ С РЕЗЬБОЙ

ТЕКСТ / СЕРГЕЙ СТАСОВ

В вашей машине счет винтам, болтам, гайкам идет на тысячи… Надежность автомобиля, его долговечность, удобство, да и просто исправность во многом зависят от состояния крепежных элементов, в первую очередь — резьбовых.

ЛИШНЕГО НЕТ!

Ненужного крепежа не бывает. Спросите опытных, каждый наверняка вспомнит что-нибудь на эту тему. Скажем, как, снимая панель, винтик потерял. Подходящего не нашлось и решил: не беда, пока поезжу без него. Через какое-то время панель стала сильно дребезжать, а там и спидометр «сдох». Осмотрели — оказалось, рассыпался! Растрясло его. Тишина в салоне — не только комфорт. Любой «дребезг» — это вибрации, а с ними шутки плохи.

Но такого рода «отказ» — сущий пустяк в сравнении с разрушением подвески, рулевого управления, потерей колеса на ходу, когда у водителя немного шансов на благополучный исход. Приглядевшись к старым автомобилям, можно «вычислить» хозяина-оптимиста: в креплении одного из колес не хватает болта или гайки. Причина обычная — резьба сорвана. Покупать новую ступицу, заменять — вроде бы дорого, других забот полон рот, машина нужна «на ходу».

К счастью, бог дураков оберегает. Многим такое отношение сходит с рук. Но не всем. Колесо теперь закреплено на ступице слабее, да еще несимметрично. На поворотах, особенно у любителя скорости, оно словно дышит, дополнительно нагружая оставшиеся болты. Результат предсказуем: в точках крепления металл обминается, затяжка слабеет — и колесо начинает натурально болтаться, грозя обломать оставшийся крепеж.

КАК СОРВАТЬ РЕЗЬБУ

Известно немало способов. Часто механик прикладывает к ключу непомерное усилие. Что поделаешь, не принято у нас пользоваться «моментным» ключом (исключения редки). Конечно, физические возможности людей не одинаковы, но сорвать резьбу М8, а тем более М6 и ниже под силу каждому. Особенно резьбы с мелким шагом, каких много, например, на «Волге». Обычно резьбу портят не с первого раза, но после нескольких разборок узла она «кончается» закономерно: витки деформируются, все больше сдвигаясь, и, наконец, срезаются. Поэтому во многих случаях уже работавшие болты, винты, гайки лучше заменять новыми.

Преждевременному износу резьбы и потере прочности способствует и ее затягивание «всухомятку», без смазки. Тем более, если смазку «заменяет» песок, пыль, грязь.

Наконец, неопытный человек способен испортить детали, пытаясь завернуть болт, гайку, свечу, датчик и т.п. не по резьбе. Результат невнимательности особенно печален, если повредишь резьбу в ответственных, дорогих деталях — блоке цилиндров или его головке, ступице колеса и т.д. Не все поддается простому ремонту.

И КАК ЕЕ УБЕРЕЧЬ

Как ввертывать винт, свечу и т. п., чтобы избежать их захода не по резьбе? Прием до смешного прост, хотя многие о нем не знают.

Допустим, вы вставили свечу в гнездо. Держа ее соосно с отверстием, плотно прижимайте и плавно вращайте против часовой стрелки. Когда начало резьбы («заход») на свече совпадет с началом ее в отверстии, услышите щелчок, свеча провалится на долю миллиметра. Теперь, по-прежнему рукой — завертывайте. Идет легко? Значит, по резьбе. Дальнейшее — дело техники. Ключом воспользуемся, когда он действительно будет нужен: при окончательной затяжке. Этот прием особенно полезен, когда имеешь дело с мелкой резьбой большого диаметра. Например, при регулировке «схода» на «Жигулях». Резьба рулевых тяг и муфт М16х1, к тому же здесь и левая, и правая.

Если даже по резьбе винт или гайка завертываются туго, это почти наверняка дефект резьбы. Вероятно, ее, как говорят, уже «потянуло» — еще не сорвана, но финиш не за горами. В ряде случаев это легко проверить: гайка легко навинчивается на болт одной стороной, а перевернутая требует ключа, значит, резьба уже смята. Когда иного выхода нет, стоит лишний раз прогнать резьбу: в отверстии — метчиком, на винте — плашкой. Если металла сняли совсем немного, резьба еще послужит. Много — детали лучше заменить.

Особое внимание винтовым домкратам. На винт и гайку возложена здесь, можно сказать, колоссальная ответственность — срыв машины с домкрата недопустим! Один из признаков чрезмерного износа резьбы в гайке (достается прежде всего ей) — явно возросшее усилие на рукоятке домкрата не только при подъеме машины, но даже при спуске. Из-за сильного износа и искажения профиля резьбы гайку клинит на винте (рис. 1) — пользоваться таким домкратом по меньшей мере неразумно.

Серьезный вопрос — смазка. Если речь о соединениях, разбираемых крайне редко, ею можно пренебречь: за один раз резьба не износится. Но на машине, особенно снизу кузова, трудно найти болты или гайки, не подверженные коррозии: поленился смазать — через год не открутить, впору «болгаркой» резать. Смазанный крепеж не только меньше ржавеет, но и меньше изнашивается при сборке-разборке. Не принимайте всерьез горе-теоретиков, которые будут грозить «самоотвинчиванием» смазанных болтов (особенно колесных!). Если они затянуты, то при очень малых углах подъема винтовой линии (около 2°) в контакте стали со сталью происходит заклинивание (пленка лишней смазки выдавливается).

Будь «теоретики» правы, ни один мотор не смог бы работать — столько у него внутри болтов, винтов, гаек, буквально купающихся в масле, да еще выдерживающих беспрестанные вибрации!

Детали крепления колес работают в трудных условиях: удары, вибрация, переменные нагрузки, грязь, вода… К тому же их приходится многократно вывинчивать и завинчивать — при смене шин, проколах, балансировках и т. д. Несмазанная резьба изнашивается быстрее. Чем больше в ней трение, тем труднее уловить начало подлинного стягивания деталей. Если резьба сама по себе очень тугая, требует больших усилий на ключе, а соединяемые детали вроде бы состыковались, как определить, насколько надежно они стянуты? У девочки-автомобилистки, сменившей проколотое колесо, запаска болтается, молотобоец же способен сорвать остатки болтов. Поэтому повторим: если резьба исправна, то винт, болт, гайка, свеча, домкрат и т. п., пока не «уперлись» и не несут нагрузки, должны вращаться легко. В ремонтной литературе вы найдете рекомендуемые моменты затяжки резьбовых соединений, но помните, речь идет только об исправных.

СЛИВАЙ ВОДУ

Есть педанты, готовые смазывать что угодно, не только резьбу. Но от ошибок и они не застрахованы. Одна из них крайне опасна по возможным последствиям. Запомните: нельзя завертывать винты в глухие резьбовые отверстия, не убрав из них жидкость — топливо, «Тосол», масло, а еще хуже — пластичную смазку. Все они практически несжимаемы, даже маловязкие почти не продавливаются через витки резьбы, не говоря уже о маслах и консистентных смазках — попытка «переупрямить» не желающий завертываться винт может обойтись дорого (рис. 2). Надев на ключ трубу, горе-механики, как минимум, резьбу срывали. А то и хуже. Пытаясь вкручивать болты, крепящие головку к блоку цилиндров, бывало, чугунный блок разрушали. Пойдут от отверстия трещины — что тогда?

При сборке любого агрегата или узла с глухими резьбовыми отверстиями жидкость из них полностью удаляют — тряпочкой, шприцем и т. п. Когда мы говорим о смазанной резьбе, то подразумеваем тонкую пленку смазки на ней, но не больше.

Наконец, работая с резьбовыми соединениями, не забывайте и о чистоте. Уронив винт или гайку в грязь, песок, сначала хорошенько промойте их — бензином, керосином, соляркой — и только после этого продолжайте сборку узла.

Рис. 1. Сильно изношенная резьба.

Рис. 2. Масло — несжимаемо!

Смазка домкратов. Какая применяется. Как автоматизировать самзку домкратов

Что представляет из себя винтовой домкрат?

Винтовой домкрат- это механизм, в основе которого лежит принцип преобразования вращательного движения на входном валу в поступательное прямолинейное перемещение выходного винта или гайки, которая перемещается по винту.

Этот принцип реализуется благодаря червячной передаче и передаче винт-гайка. Во время передачи крутящего момента с червяка на червячное колесо возникает сила трения скольжения.

Поскольку происходит скольжение витков червяка вдоль контактных линий зубьев червячного колеса, огромное значение в этих условиях имеет использование специально разработанной смазки, предотвращающей заклинивание и быстрый износ находящихся в зацеплении друг с другом червяка и червячного колеса.

Какая смазка применяется в домкрате?

Компанией Unimec разработано несколько типов смазки в зависимости от условий применения винтового домкрата и окружающей среды, что позволяет сохранять ресурс домкрата в пределах расчетной величины.

Внутри редуктора домкрата чаще всего используется смазка Total Ceran CA для высоких контактных напряжений на основе сульфоната кальция для всех типоразмеров кроме 183. Для домкрата 183 типоразмера стандартной является кальциевая консистентная смазка TOTAL MULTIS MS 2.

Технические характеристики и условия применения типов смазки представлены ниже.

• При нагревании смазки от 80°C до 150°C необходимо использовать дополнительные уплотнения Viton®
• Для температуры выше, чем 150°C, и ниже, чем -20°C, необходимо проконсультироваться с официальным диллером

Рекомендуется проверять уровень смазки в редукторе винтового домкрата не реже, чем 1 раз в полгода. При этом полная замена необходима после 10000 часов наработки или раньше, в зависимости от состояния смазки и режима эксплуатации. Смазка заправляется через смазочные отверстия в корпусе домкрата.

Нужно ли смазывать винт домкрата?

В зависимости от типа домкрата (перемещается винт/гайка) сила трения скольжения возникает в контактных линиях внешней резьбы винта и внутренней резьбы червячного колеса или гайки. Поскольку материал, из которого изготавливается винт – сталь конструкционная углеродистая  Ст45, а для гайки и червячного колеса специальная высокопрочная алюминиевая бронза CuAI10Fe2-C, то износ прежде всего возникает именно на внутренней резьбе гайки и бронзы. Для снижения коэффициента трения и, следовательно, износа, а также для предотвращения воздействия влаги, приводящей к коррозии, винт постоянно должен быть покрыт слоем консистентной смазки. Для этой цели компания Unimec предлагает использовать 3 типа смазки предназначенной для высокого контактного напряжения:

Смазка должна наноситься на винт обслуживающим персоналом конечного пользователя с периодичностью, обеспечивающую постоянное покрытие винта в зависимости от режима эксплуатации и условий окружающей среды. Применение смазки стороннего производителя не допускается. Смешивание различных типов смазки не допускается.

Как сделать процесс смазки более автоматизированным?

Компанией Unimec разработаны и успешно применяются автоматические смазчики UNIMEC NOVA 125, заправленные полужидкой смазкой Unimec Mark CA. Применение данных автоматических устройств является отличным решением задачи по поддержанию постоянного слоя  смазки даже в самых труднодоступных местах и помогает снизить время простоя оборудования.

Unimec NOVA 125 -автоматизированная система управления смазкой. Заправляется полужидкой смазкой Unimec  Mark CA и управляется контролируемым увеличением давления внутри картриджа.

Система гарантирует равномерный слой чистой смазки на трапециевидном винте.  Благодаря автоматизированному устройству NOVA 125 уменьшаются затраты времени на неэффективное обслуживание и позволяет осуществлять правильную и регулярную смазку даже в труднодоступных местах оборудования.

Объем смазки 125 мл.

Варианты установки автоматической системы смазки

Смазчик Nova 125 можно установить как на домкрате, так и удаленно – на раме оборудования заказчика.

Для удаленной установки необходимо запрашивать автоматический смазчик с комплектом из кронштейна и трубки для монтажа. При установки сначала необходимо заполнить смазкой трубку, затем подсоединять ее к соответствующему смазочному отверстию домкрата.

Домкрат винтовой

СПбГМТУ

Кафедра деталей машин и ПТМ

Расчётно-графическая работа

по деталям машин и основам конструирования

Пояснительная записка

РГР. .00.00ПЗ

Выполнил: Абузов А.В.

Специальность 180100.62.09

группа 6270

Руководитель: Иванова М.А.

2014

Содержание

Задание

Введение

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

2 Выбор материала для деталей домкрата

3 Подбор параметров стандартной резьбы

4 Проверка ходового винта на устойчивость

5 Проверка условия самоторможения

6 Выбор формы пяты и расчет момента трения в пяте

7 Проверка ходового винта на прочность

8 Размеры стандартной резьбы

9 Проектирование гайки

10 Определение размеров рукоятки

11 Расчет элементов корпуса домкрата

12 Коэффициент полезного действия домкрата

Заключение

Список использованной литературы

Задание

Необходимо спроектировать винтовой домкрат (рисунок 1) по следующим исходным данным:

— грузоподъёмность – F=10 кН,

— высота подъёма груза –

— ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81;

— режим работы – кратковременный.

Рисунок 1 – .

Введение

Винтовой домкрат – это механизм, предназначенный для подъёма груза. В основе его однозаходная передача винт-гайка.

Механизм должен быть самотормозящим.

В расчётах на прочность и износостойкость используем систему СИ в качестве системы измерений. Единицами измерения длины служат мм, силы — Н, момента силы — Нмм, механического напряжения – МПа, так как

1МПа = 10⁶==1.

Размеры, полученные в результате расчета (кроме параметров резьбы из ГОСТ 9484-81), округлим до нормальных линейных размеров, приведенных в ГОСТ 6636-69.

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

Схема механизма, а также эпюры нормальных (сжимающих) сил и крутящих моментов, действующих на винт, даны на рисунке 2 [1, с. 21].

Рисунок 2 — .

При подъёме груза, установленного на грузовой чашке домкрата, винт на участке ассжимается, нормальная сила на эпюре сжимающих сил (см. рис. 2) по модулю равнаF, на участкесdсжимающая нагрузка уменьшается отFдо нуля (принимают, что нагрузка по высоте гайки изменяется по линейному закону).

Поверхность контакта чашки и винта является опорной и называется пятой.

Кроме сжимающих сил на винт действуют крутящие моменты (см. эпюру крутящих моментов на рисунке 2), обусловленные моментом трения в пяте Т_fи моментом трения в резьбеT_рпары винт-гайка, которые преодолеваются моментом движущих сил Т_вн. Момент Т_внсоздается усилием рабочего на рукоятке домкрата.

По высоте гайки распределение крутящих моментов условно принято линейным.

Из приведённых эпюр следует, что опасным участком винта является участок bc, который испытывает сжатие от силыFи скручивается моментомT_р(см. опасное сечение на рисунке 2)¹.

2 Выбор материала для деталей домкрата

Материалом винта и чашки назначим сталь 35 ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], _т= 300 МПа ; материалом гайки – бронзу марки Бр010Ф1 ГОСТ 613-79,_т= 200 МПа [2, с. 7], коэффициент трения пары винт-гайкаf= 0,12 [2, с.18]; материалом корпуса — серый чугун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].

3 Подбор параметров стандартной резьбы

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы

Размеры трапецеидальной резьбы могут быть выбраны из ГОСТ 9484-81 (упорной – из ГОСТ 10177-82) после расчёта по критериям работоспособности минимального допустимого среднего диаметра резьбы d₂и шага резьбы р. Основным критерием работоспособности ходовой резьбы является условие износостойкости.

Для обеспечения необходимой износостойкости передачи винт-гайка давление в резьбе qне должно превышать допускаемую величину [q] для пары незакаленная сталь-бронза [1, с. 23], т.е. условие износостойкости

q=≤[q]. (1)

Из этого условия (1) средний диаметр для наружной резьбы [1, с.23, 2. с.14]

(2)

где F– осевая сила, действующая на винт, Н;

— коэффициент рабочей высоты профиля,

Н₁– рабочая высота профиля резьбы, мм;

р – шаг резьбы, мм;

 = h/d₂ – коэффициент высоты гайки,

h– высота гайки, мм;

[q]- допускаемое давление на рабочей поверхности витка, МПа;

z– число витков гайки.

В формуле (2) для трапецеидальной однозаходной (n=1 [2, с.17]) резьбы (ГОСТ 9484-81) коэффициент рабочей высоты профиля [1, с.13]:

. (для упорной 0,75)

Коэффициент высоты гайки выбираем из диапазона 1,2 ≤≤2,5 [2, с.14], принимая в формуле (2).

Допускаемое давление на рабочей поверхности витка для сочетания материалов винта и гайки незакаленная сталь-бронза – 8…10 МПа [2, с.14], назначаем в формуле (2) МПа.

Средний диаметр резьбы, удовлетворяющий условию износостойкости,

(3)

Проектирование передачи винт-гайка для распорного домкрата

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Механико-машиностроительный факультет

Кафедра машиноведения и деталей

машин

РАСПОРНЫЙ ДОМКРАТ

Пояснительная записка

к курсовой работе

Студент __________________ Данилов В.В.

Группа       3042/1

Преподаватель _____________ Тарасенко Е.А.

                        «___»_________2011 г.

Санкт-Петербург

2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные. 3

Введение. 4

1.  Проектировочный расчет винта. 5

1.1 Расчет винта из критерия работоспособности. 5

1.2 Расчет винта на статическую прочность. 6

2. Проверочный расчет винта. 9

2.1Расчет винта на устойчивость при сжатии. 9

3. Расчет основных параметров гайки. 11

3.1. Расчёт диаметра гайки. 11

3.3. Расчёт диаметра бурта. 12

3.4. Расчет бурта на срез. 12

3.5. Расчёт витков резьбы на срез. 13

4. Расчёт размеров рукоятки. 14

Результаты расчета передачи винт гайка. 15

Литература. 16

Исходные данные

Введение

 Общие сведения о передаче винт-гайка

          Передача винт-гайка – это механическая передача, предназначенная для преобразования вращательного движения в поступательное. Она обеспечивает большой выигрыш в силе и высокую точность перемещений. Применяется в подъёмно-транспортных машинах (домкраты, печные толкатели), в станках (механизмы подачи), измерительных приборах (механизмы точных перемещений, регулирования и настройки), в прокатных станах (нажимные винты), в винтовых прессах и других машинах.

Достоинством рассматриваемой передачи является простота конструкции, её компактность и надежность в работе. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий КПД.

В данной передаче используется Трапецеидальная резьба: она обладает высокой прочностью витков, технологична, имеет высокий КПД и может применяться при реверсивной нагрузке.

Винт и гайка должны составлять прочную и износостойкую антифрикционную пару. Исходя из этого винт изготовим из стали Ст4 нормализованной. Для изготовления гаек применяют бронзы и антифрикционные чугуны. Используем в качестве материала гайки  безоловянистую бронзу Бр. АЖ 9 — 4.

1.  Проектировочный расчет винта

1.1 Расчет винта из критерия работоспособности

Задачей раздела является определение параметров резьбы винта. Практикой установлено, что основной причиной выхода из строя передачи винт-гайка является изнашивание резьбы. Критерием проектировочного расчёта является износостойкость. Условие работоспособности по критерию износостойкости может быть записано в виде

р[р]

где р – среднее давление на поверхности резьбы. [р] – допускаемое давление для данного сочетания трущихся материалов. Выберем материалы винта и гайки: винт изготовлен из незакалённой стали, а гайка из безоловянной бронзы, поэтому [р]=6 МПа.

На рис.1 изображены основные праметры винта:

d-номинальный (внешний) диаметр резьбы;

d2-средний диаметр резьбы;

d3-внутренний диаметр резьбы;

Р— шаг резьбы; Hг –высота гайки ;

Fд— грузоподъемность механизма;

Введём коэффициенты:

=Н₁/Р , где,  — отношение рабочей высоты профиля к шагу резьбы;

= 0,5 (для трапецеидальной резьбы)

=Н₂/d₂ , где,  — коэффициент высоты гайки.

 обычно принимается в пределах от 1,6 до 2,5. Примем  = 2,5 (для домкратов рекомендуется принимать  = 2,5).

          Определим средний диаметр резьбы:

В соответствии с ГОСТ  10177-82 находим параметры резьбы винта, обеспечивающие износостойкость данной винтовой пары:

d = 30 мм, d₂ =27 мм, d₃ = 23 мм, p =6 мм;

Найдем высоту гайки:

Проверим выполняется ли условие z<=[z]=12, где z – количество витков:

1.2 Расчет винта на статическую прочность

Принятые размеры винта должны обеспечивать его прочность и устойчивость (если винт сжат). При ручном приводе, когда число циклов перемен напряжений за весь срок службы невелико, можно ограничиться расчетом винта на статическую прочность.

Стержень винта нагружен осевой силой и крутящим моментом.

Эпюры продольных сил и крутящих моментов для винта домкрата представлены на рис. 2.

Рис. 2. Эпюры продольных сил и крутящих моментов винта

На рис. 2 отмечено положение I-I – опасного сечения винта.

Условие прочности винта следующий имеет вид

где S – коэффициент запаса прочности; [S] – минимально допустимый запас прочности; s_Т— предел текучести; s — нормальное напряжение; t — касательное напряжение.

Нормальное и касательное напряжения определяются с учётом диаметра d₀ винта в опасном сечении, который для домкрата принимается равным d₀=d₃ , где d₃ – внутренний диаметр винта резьбы.

Минимально допустимый запас прочности [S] обычно находится в пределах от 2 до 3, причем большие значения относятся к винтам домкратов, где имеется большая вероятность внецентрального приложения осевой нагрузки.

Выберем минимально допустимый запас прочности [S]=2,5.

Для стали Ст.4 табличное значение s_Т=250 МПа.

Определим момент сил сопротивления в резьбе.

Коэффициент трения для винтовой пары сталь-бронза f=0,17, α₁=15⁰

Площадь сечения А-А определяется как

Известно, что

Найдем — касательное напряжение

, где Т_р— момент в резьбе винта

— полярный момент сопротивления для круглого сечения:

Тогда касательное напряжение будет равно:

Проверим условие прочности винта.

В ходе выполнения расчеты мы выяснили, что винт обладает необходимой прочностью.

2. Проверочный расчет винта

2.1Расчет винта на устойчивость при сжатии

Принятые размеры винта должны обеспечивать его устойчивость (если винт сжат). Проверка винта на устойчивость производится по следующей формуле:

Минимально допускаемый запас устойчивости принимается [S_y] =2

Величина критической силы F_kp=, определяется в зависимости от гибкости винта

где А_в—  площадь поперечного сечения винта,

J— приведенный момент инерции сечения винта

Расчётная длина сжатого винта l_p:

Коэффициент приведения длины =2

          Для стали Ст.4 =96, =69

Т.к. , то расчет на устойчивость следует производить по формуле Эйлера:

Определим значение коэффициента запаса:

В ходе расчета мы установили, что винт обладает необходимым запасом устойчивости, т.к. S_у > [S_у].

3. Расчет основных параметров гайки

Рис. 3. Основные параметры гайки

3.1. Расчёт диаметра гайки

Диаметр гайки D_Г определяется из условия прочности на растяжение

где для бронзы Бр. АЖ 9 – 4 =500 МПа, [S]=2, а А_Г  – площадь сечения гайки, имеющего форму кольца, площадь которого вычисляется по формуле:

Теперь из ранее представленных формул выразим и рассчитаем наименьший диаметр гайки: 

При этом при расчете наружного диаметра гайки следует иметь

Расчет передачи винт-гайка на примере домкрата в Excel

Опубликовано 27 мая 2013
Рубрика: Механика | 27 комментариев

Винтовая передача или передача винт-гайка широко применяется в различных машинах, механизмах и станках для преобразования вращательного движения в линейное перемещение. При этом успешно решаются сразу две задачи – получение выигрыша в силе…

…и обеспечение высокой точности перемещений.  Широкое распространение винтовой передачи обусловлено относительной простотой в изготовлении и дешевизной ее элементов при высокой несущей способности и компактности.

В этой статье будет рассмотрена методика расчета силовых ручных механизмов на основе передачи винт-гайка (пресс, домкрат, слесарные тиски, струбцина, и так далее), и предложена автоматизация этого расчета в программе Excel.

Выполним расчет винтовой передачи на примере домкрата.

Домкрат, изображенный ниже на рисунке, должен поднимать груз массой полторы тонны.

Итак, открываем в программе Excel файл программы и начинаем работу. Файл с программой можно скачать по ссылке внизу поста. Писать значения мы будем только в бирюзовые ячейки! В ячейках со светло-желтой заливкой записаны формулы, в них мы будем считывать результаты расчетов.

База данных для расчета находится на этом же листе Excel. В ней записаны различные табличные данные, которые программно будут поступать в расчет и вам не придется обращаться к справочникам. Как это реализуется в Excel при помощи функции «ИНДЕКС» я расскажу в одном из ближайших постов в рубрике «Справочник Excel». Ниже на рисунке представлен фрагмент этой базы.

Запишем осевое усилие в ньютонах (это заданная нагрузка в полторы тонны)

в ячейку D3: 15000

Выбираем тип резьбы в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C4, D4, E4: трапецеидальная

Для выбранного типа резьбы программа выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки H8 коэффициент высоты резьбы

в ячейку D5: 0,5

Из ячейки I8 — угол наклона рабочей стороны профиля резьбы в градусах

в ячейку D6: 15

Далее выбираем материалы для винта и гайки в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C7, D7, E7: сталь (закал.0,5 =25,8

На основании данных, полученных в предыдущем шаге, задаем наружный диаметр резьбы винта (внутренний диаметр резьбы гайки) в миллиметрах, выбирая соответствующее значение в поле со списком, расположенном

в ячейке D12: 30

Аналогично задаем шаг резьбы – тоже в миллиметрах

в ячейке D13: 3

Программа выдает второй промежуточный результат: средний диаметр резьбы в миллиметрах, который определяется по формуле

в ячейке D14: =ЕСЛИ(C4=»Метрическая»;D12-6/8*0,866025*D13;D12-D5*D13) =28,5

Внимание! Важный момент! Если средний диаметр резьбы в ячейке D14 окажется по какой либо причине меньше расчетного из ячейки D11, то программа «зальет» поле ячейки D14 красным цветом. Это привлечет внимание пользователя, и он должен будет изменить наружный диаметр и/или шаг резьбы так, чтобы средний диаметр по факту стал немного больше предварительного расчетного значения.

Программа предлагает рассмотреть и утвердить высоту гайки в миллиметрах, выдавая расчетное значение по формуле

в ячейке D15: =D10*D14 =34,2

Принимаем высоту гайки в миллиметрах чуть больше расчетной и пишем

в ячейку D16: 35

Далее Excel выдает нам ряд очередных промежуточных результатов расчета винтовой передачи. Число витков резьбы гайки

в ячейке D17: =D16/D13 =11,7

Угол подъема витка резьбы по среднему диаметру в градусах

в ячейке D18: =D16/D13 =1,919

Приведенный угол трения в градусах

в ячейке D19: =ATAN (D9/COS (D6/180*ПИ()))/ПИ()*180 =5,911

Проверку условия самоторможения передачи

в объединенных ячейках C20, D20, E20: =ЕСЛИ(D19>D18;»Выполняется»;»Не выполняется»)=Выполняется

Момент трения в резьбе в Ньютонах умноженных на миллиметр

в ячейке D21: =0,5*D3*D14*TAN (D18/180*ПИ()+D19/180*ПИ()) =29393

Далее выбираем вид трения торца винта с пятой (в нашем случае) в поле со списком, расположенном

в объединенных ячейках C22, D22, E22: скольжение со смазкой

Для выбранного вида трения Excel выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки Q8 коэффициент трения на торце винта

в ячейку D23: 0.0,333333333 =18,0

КПД передачи в процентах

в ячейке D29: =D3*D13/D27/D26/2/ПИ()*100 =12,3

Винтовая передача ручного домкрата полностью рассчитана. Главный недостаток передачи винт-гайка проявился «в полный рост» в конце расчета – это очень низкий КПД.

Пользуясь предложенной программой можно за несколько минут рассчитать десятки вариантов винтовых передач и выбрать самый оптимальный.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-peredachi-vint-gayka (xls 29.0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Обзор автомобильного домкрата RHOMBUS-911 1750. Сделано в России. | Домкраты | Обзоры

Некоторые автомобилисты считают, что если они передвигаются только по городу, а обслуживают машину в специализированных сервисах, то и домкрат им ни к чему. Однако, ситуации бывают разные. Один раз мне даже пришлось вытаскивать из подкапотного пространства кошку, которая там застряла. Не переживайте, она жива и здорова, но без домкрата я бы не справился, учитывая, что у моей машины клиренс всего 15 см. Автопроизводители это понимают и комплектуют новые авто заводским домкратом, под который предусмотрено место в нише багажника.

К сожалению, за 8 лет использования штатный домкрат в моей машине вышел из строя. Одно время я даже поднимал автомобиль домкратом от Daewoo Matiz, но его пришлось вернуть. Домкрат показал себя хорошо, несмотря на то, что мой авто весит на полтонны больше Матиза.

Помня о неудачном опыте покупки китайской поделки с патриотичным названием, я начал изучать рынок домкратов, чтобы остановиться на оптимальной модели. У китайца просто «съело» резьбу за два подъёма автомобиля.

Естественно, интересовали меня механические винтовые домкраты. «Бутылочный» не войдет под автомобиль, особенно при спущенных колесах, а «подкатной» с собой возить не хотелось из-за габаритов.

Я остановился на модели Rhombus-911 1750, который рассчитан на подъем 1,75 тонны веса. На выбор повлияли положительные отзывы, российское производство и гарантия от ДНС.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

УПАКОВКА И КОМПЛЕКТАЦИЯ

Домкрат поставляется в коробке из плотного картона. Выглядит упаковка приятно – полиграфия четкая, все надписи на русском языке, указаны основные характеристики, меры предосторожности и адрес производителя. Изготовлен Rhombus-911 в г.Рязань. Указан два года срок гарантии, однако в Технопойнте на сайте и в чеке указан год. Впрочем, надеюсь мне она не потребуется.

Внутри можно обнаружить сам домкрат в целлофановом пакете и краткую инструкцию. К сожалению, сумочка для хранения не предусмотрена.

ВНЕШНИЙ ВИД

Rhombus-911 выглядит как обычный домкрат ромбического типа. Изготовлен полностью из металла, частично окрашенного в черный цвет. Краска держится крепко.

На фотографиях домкрат после года использования, поэтому присутствуют следы эксплуатации. Я рекомендую смазывать все трущиеся детали домкрата, особенно резьбу. Использую для этого различные смазки, которые есть под рукой. Как видно, чаще всего – это медная смазка.

К основанию домкрата крепятся подвижно две опоры, зубья не дают им провернуться друг относительно друга. Именно на эти зубья больше всего нареканий у пользователей домкратов такого типа. Если они недостаточно крепкие – машину поднять можно, но устойчивой такая конструкция уже не будет.

С одной стороны ромба – гайка, с другой – начало длинного болта, который и закручен в гайку на другой стороне. С этой же стороны находится ручка для вращения, на концу которой находится пластиковый наконечник для удобного вращения.

Сверху – резиновая опора. У меня она уже потеряла товарный вид. Дело в том, что штатная площадка под домкрат может быть плоской, как на отечественных автомобилях, а может с ребром жесткости вдоль кузова. У меня второй вариант, на подушке домкрата есть углубление, но оно не очень большое.

В ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Пользоваться домкратом просто, главное не забывать о безопасности. Место для опоры должно быть ровное, необходимо заблокировать остальные колеса, чтобы машина не поехала, а также не оставлять на домкрате на длительный срок. Рекомендуется использовать дополнительные опоры под автомобиль, если планируете залезать под него.

Подъем осуществляется при помощи ручки, которую необходимо крутить. Некоторые пользователи жалуются, что штатная ручка довольно короткая, и вращать ее тяжело. Это действительно так, но сделано для того, чтобы можно было осуществлять полный поворот при небольшом подъеме автомобиля. Впрочем, выход есть – можно снять штатную ручку и использовать вместо нее головку и «трещотку», производитель предусмотрительно изготовил место крепления ручки в виде шестигранника.

ВЫВОДЫ

Я уже год пользуюсь домкратом RHOMBUS-911 1750 не только для сезонной смены колес, но и для небольшого ремонта авто, замены масла. Пока впечатления только положительные. На резьбе и нижних звездочках не видно износа. Поднимать автомобиль с помощью штатной ручки действительно нелегко, но снимать ее, и пользоваться «трещоткой» я пока не планирую. Высоты подхвата 100 мм достаточно для самых низких авто, а подъем на 410 мм позволяет менять любые колеса. К сожалению, домкрат больше по размерам, чем тот, что был в комплектации машины, и не входит в штатное место в багажнике.

ПЛЮСЫ

+Качественная российская сборка

+Небольшая цена (меньше 800р)

+Высота подхвата 100 мм и подъема 410 мм

МИНУСЫ

-В комплекте нет сумочки

-Короткая штатная ручка

Золотой стерео входной разъем с длинной резьбой

 Выберите из нескольких категорий винтовой домкрат  с резьбой .на Alibaba.com и покупайте самые качественные, прочные и долговечные изделия для всех типов мастерских, ремонта и строительства. Отличные качества предлагаемых здесь продуктов стоят каждой копейки и могут предложить экстравагантную долговечность. Эти изделия представляют собой шпильки, которые идеально подходят для многоцелевого использования и изготовлены из прочных металлов для обеспечения устойчивости в любых сложных условиях регулярного использования. Эти изделия оснащены передовыми технологиями покрытия поверхности и бывают различных форм и размеров, чтобы удовлетворить индивидуальные требования.Купить эти штанги от ведущего винтового домкрата  с резьбой . поставщиков и оптовиков на сайте для выгодных предложений и скидок.
 Прочные изделия, доступные на объекте, изготовлены из долговечных материалов с использованием современных технологий, таких как нержавеющая сталь, оцинкованная углеродистая сталь и латунная резьба, что обеспечивает стабильную производительность и является экологически чистым продуктом. Эти стержни могут выдерживать все виды тяжелых нагрузок и могут выступать в качестве непревзойденного крепежа для соединения двух материалов с превосходным захватом.Они совместимы с различными типами материалов, такими как бетон, дерево, металлы, и идеально подходят в качестве прочной временной или постоянной основы.
 Когда покупают для этих  винтовой домкрат с резьбой . На Alibaba.com им предоставляется множество различных продуктов на выбор в зависимости от формы, размера, формы головы, материалов и других аспектов. Эти продукты являются атмосферостойкими, термостойкими, антикоррозийными, антикоррозийными и имеют полированную гладкую поверхность.Независимо от того, используются ли они для домашнего, коммерческого или промышленного использования, эти продукты одинаково эффективны во всех целях. Они оцинкованы желтым, синим и белым, а также черным цинкованием, в зависимости от продукции.
 Ознакомьтесь с широким ассортиментом домкратов со стержневой резьбой  .