4. Расчет конструкции подъемника.

4.1 Расчёт нагрузок при неравномерном заезде автомобиля на подъёмник.

При неравномерном заезде автомобиля на подъёмник (рис.2) нагрузка на опоры не будет распределяться поровну на обе опоры, а будет различной. Логично предположить , что возможно 4 варианта неравномерного заезда автомобиля на подъемник:

1. переезд и поперечное смещение влево

2. переезд и поперечное смещение вправо

3. не доезд и поперечное смещение влево

4. не доезд и поперечное смещение вправо

Определим максимально допустимые значения смещения автомобиля при неравномерной установке автомобиля на подъемник.

∆Х_{MAX – X} - смещение по оси ОХ = 1800 мм,

∆Х_{MAX – У} - смещение по оси ОУ = 80 мм.

Для расчета необходимо только два способа неравномерного положения автомобиля - при переезде и недоезде с продольным смещение в одну из сторон, так как расчеты будут аналогичны из-за симметричности платформ подъемника.

Схема сил при неравномерном заезде автомобиля.

,

, где:

Н - вес автомобиля с учетам динамических напряжений;

м - колея автомобиля;

м - допустимое смещение автомобиля от продольной оси подъёмника,

Дальнейший расчёт будем проводить с учётом несимметричной постановки автомобиля на подъёмник.

4.2 Расчёт нагрузок на платформу подъёмника.

Определяем реакции в опорах платформы:

Расчётная схема приведена на рисунке

Из уравнения моментов относительно точки А находим реакцию :

Для максимального нагружения:

.

Из уравнения проекций сил находим реакцию :

.

4.3 Расчет силовой винтовой передачи

Винтовой парой называется подвижное соедине­ние двух деталей, называемых соответственно винтом 1 и гай­кой 2. Эти две детали соприкасаются друг с другом по винтовым поверхностям, имеющимся на винте и в отвер­стии гайки.

1

2

Трапецеидальная резьба в профиле – равнобокая трапеция с углом профиля (ГОСТ 9484-60); применяется для силовых винтов, передающих движение в обе стороны. Пример обозначения трапецеидальной резьбы: ТРАП408.

Упорная резьба (ГОСТ 10177-62) предна­значена для винтов с большим односторонним усилием (домкраты, тиски).

Рис. 223.

Для грузовых винтов (домкратов, прессов и т. п.) применяется также прямоугольная резьба. Прямоугольная резьба имеет некоторые преимущества перед трапецеидаль­ной (некоторый выигрыш в силе и больший к. п. д.), но она не стандартизована и применяется сравнительно редко по следующим причинам:

-нарезание прямоугольной резьбы сложнее, чем резьбы трапецеидальной (первая может быть нарезана только на токарном станке, а вторая - также и на резьбо-фрезерном - более производительном);

-прямоугольная резьба менее прочна, чем трапецеидальная;

-возникающие при износе зазоры не регулируются, в то время как осевые зазоры в трапецеидальной резьбе можно регулировать стягиванием половинок разрезной гайки.

1.Средний диаметр винта и гайки:

где : Q – вес, приходящийся на каждую стойку (максимальная нагрузка при несимметричной установке автомобиля)

k₁ - отношение веса гайки h к среднему диаметру резьбы, принимаем

k₁= h/d₂ = 1,6

k₂ – коэффициент, зависящий от вида резьбы, для трапецеидальной резьбы k₂ = 0,5

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

,

С учетом запаса прочности, необходимого для ходового винта подъемника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром d₂ = 56 мм и шагом h = 3 мм.

Принимаем материал винтовой коры:

для винта – Сталь 45;

для гайки – Бр ОЦС-6-6-3.

Проверяем условие самоторможения винта:

L< ρ,

где L – угол подъема винтовой линии,

ρ – угол трения, для винтовой пары сталь-бронза ρ = 4º.

L = arctg (p/(π _* d_cp ),

где р – шаг резьбы, р = 3 мм.

L = arctg (3/(3,14 _* 56)) = 0,98 º,

так как 0,98 º< 4º, то условие самоторможения выполняется.

Коэффициент полезного действия винтовой пары

η = tg L/tg (L + ρ),

η = tg 0,98/tg (0,98 + 4) = 0,19

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

Условие прочности:

σ_пр < [σ],

где σ_пр – приведенное напряжение от действия деформации сжатия и кручения

[σ] – допускаемое напряжение.

σ_пр = √(σ_сж²+4τ²),

где σ_сж – напряжение сжатия,

τ – касательное напряжение.

σ_сж = 4Q/(π _* d₂²) ,

Q = d_cp²_*π_*k_1*k_2*[q] = 0,056²_*3,14_*1,6_*0,5_*10*10⁶ = Н

σ_сж = 4 _*/3,14_*0,056² = 32,7_*10⁶ Па = 32,7 МПа,

τ = М_кр/W_р ,

где М_кр – крутящий момент, прилагаемый к винту,

W_р – полярный момент сопротивления

М_кр = 0,5_*Q_*d₂²_*tg(L+ρ)+М_п ,

где М_п – момент трения на опорах винта

М_п = 0,25_*d_2*Q_*f₀ ,

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

М_п = 0,25_*0,056_**0,01 = 11,3 Н_*м

М_кр = 0,5_{* *}0,056²_*tg(0,98 + 4) + 11,3 = 22,3 Н_*м ,

W_p = π_*d_в³/16 ,

d_в = d₂-H₁-a_c ,

где Н₁ – высота профиля, Н₁= 5 мм,

a_с – зазор по вершине резьбы, a_с = 0,25.

d_в = 56 - 5 - 0,25= 50,25 мм

Wр = 3,14_*0,05025³/16 = 25_*10^-6мм³

τ = 22,3/25_*10^-6 = 0,896 МПа

σ_пр = √(32²+4*0,896²) = 32 МПа,

σ_пр = 32 МПа < [σ] = 160 МПа, - следовательно, условие прочности выполняется.