Исходные данные для задания №8 струбцина (Рис.3.8)

1. Осевое усилие Q = кН

2. Тип резьбы метрическая

3. Вылет l = мм

4. Ход винта l_max = мм

l_min = мм

5.  В =(2…4) d_винта

№ вар.	Q КН.	l мм	lмах мм	lmin мм
1	1	150	200	0
2	2	120	150	0
3	3	100	150	0
4	4	80	120	20
5	5	60	120	20
6	6	60	120	20
7	7	100	120	20
8	8	120	100	0
9	9	80	200	50
10	10	120	250	50
11	1	200	100	0
12	2	150	120	0
13	3	120	100	0
14	4	100	120	0
15	5	80	120	0
16	6	120	100	0
17	7	120	100	0
18	8	100	150	20
19	9	80	250	50
20	10	60	250	50

Где Q - требуемое усилие затяжки, кН

l - вылет винта струбцины, мм

l_мах - ход зажимной опоры струбцины, мм

l_min - минимальное расстояние от

зажимной до верхней опоры, мм.

4. конструирование винтовых устройств.

   1. Алгоритм разработки конструкции.

      1. Четко сформулировать, что требуется сделать с помощью заданной конструкции.

      2. Разработать (придумать) структурную схему механизма, позволяющего выполнить поставленную задачу.

      3. Выполнить анализ разработанной схемы с целью установить:

• какие детали подвижны, а какие нет и где происходит их контакт, т.е.

где возникают сопротивления движению;

• какие нагрузки и где действуют на элементы механизма в различных

эксплутационных ситуациях;

• какую форму должны иметь элементы для успешного выполнения

механизмом поставленной задачи;

• какие напряжения возникают в элементах механизма под действием

нагрузок в различных эксплуатационных ситуациях.

4. Выбрать материал для изготовления деталей механизма и определить допускаемые напряжения для прочностных расчетов.

5. Выполнить расчеты основных параметров деталей механизма и сделать их эскизы. назначив размеры остальных элементов деталей в зависимости от полученных основных параметров.

6. Выполнить сборочный чертеж механизма.

Примечание:

Обычно, предварительно намеченная конструкция детали, уточняется в процессе выполнения сборочного чертежа и наоборот, сборочный чертеж может корректироваться в результате деталировки.

2. Составление и анализ структурной схемы механизма.

В случае, когда конструкция не типовая нужно составить (придумать) принципиальную схему механизма, позволяющего выполнить поставленную задачу.

В данном случае в качестве заданий выбраны типовые конструкции, поэтому структурные схемы составляются по ним.

В качестве примера представлены схемы винтового домкрата (рис. 4.1.а) и съёмника для втулок (рис. 4.2.) и приведен анализ схемы винтового домкрата.

Пример. Анализ структурной схемы задания «Домкрат».

Критерии работоспособности винта (Рис. 4.1а ).

Рабочий, прикладывая к рукоятке 5 усилие Р_раб на расстоянии l от оси вращения, заставляет винт 1 вращаться в неподвижной гайке 2 и, преодолевая действие веса Q груза 6, поднимать его. Таким образом, гайка 2 относительно корпуса 3 неподвижна, винт 1 относительно гайки 2 – подвижен.

В резьбе на длине свинчивания l_св винта 1 и гайки 2, витки резьбы винта давят на витки резьбы гайки (рис. 4.1.б) суммарным усилием Q и, т.к. винт вращается, на поверхностях стыка витков возникает момент сил сопротивления движению Т_р.

Чашка домкрата 4, на которой лежит груз 6, относительно груза неподвижна. Но, так как винт 1 вращается, в плоскости стыка «а-а» чашки 4 и головки винта действует момент сил трения Т_оп, препятствующий движению.

Через чашку 4 на головку винта 1 по плоскости контакта «а-а» передается вес Q груза 6. С другой стороны, винт 1 опирается своими витками на длине свинчивания на витки резьбы гайки (рис. 4.1.б.). Так как каждому действию есть равное и противоположно направленное противодействие, в витках резьбы гайки 2 возникает опорная реакция Q',

направленная вверх и действующая на винт (рис. 4.1.в). Поэтому участок винта между чашкой 4 и гайкой 2 сжат. Эпюра сжимающих сил Q приведена на рис. 4.1.в.

Для того, чтобы вращать винт, поднимая груз, нужно преодолеть трение на опоре Т_оп (плоскость «а-а») и сопротивление в резьбе Т_р. С этой целью рабочий с помощью рукоятки создает момент

Т_раб = Р_раб · l ≥ Т_оп + Т_р

Получается, что винт нагружен, кроме сжатия, крутящим моментом Т_оп на участке между плоскостями «а-а» и «d-d» и Т_р на участке между плоскостями «d-d» и «m-m» (рис. 4.1.в).

Осевая сила, сжимающая винт, уменьшается по мере увеличения числа витков резьбы гайки, на которые он опирается. Поэтому на эпюре Q (рис. 4.1.в) усилие, сжимающее винт, уменьшается на длине свинчивания l_св от максимума до нуля. Момент сопротивления в резьбе, зависящий от этого усилия, также уменьшается от максимума в плоскости «k-k» до нуля в плоскости «m-m». Таким образом винт работает на сжатие с кручением.

Кроме того, т. к. винт-стержень, сжимаемый продольной силой, нужно проверить возможность потери им устойчивости при подъеме груза на заданную высоту.

Анализ нагруженности других деталей механизма приведен в соответствующих разделах руководства.

5. Конструирование винтов.

1. Материалы для изготовления винтов.

Винты изготавливаются из сталей марок ст.4; ст.5; сталь 35. 40. 45. Эти материалы могут применяться нормализованными или улучшенными. При необходимости можно применять стали У10; 65Г; 40Х; 40ХН с объемной или поверхностной закалкой.

2. Определение формы и размеров винта.

Сконструировать деталь значит установить её форму и размеры.