Расчет пяты трения
Размеры шариковых подшипников в механизмах с ручным приводом определяются из расчета статической грузоподъемности. Расчетная грузоподъемность стандартного упорного подшипника определяется следующим образом:
С0=nF
где
n=1,5 – коэффициент запаса;
F – осевая нагрузка подшипника, Н;С0 – статическая грузоподъемность, Н, по которой выбирают требуемый размер упорного подшипника.
Подставив известные нам численные значения в выражение получим:
С0=1,5·10000=15000 (Н)
Из справочника выбираем стандартный подшипник : 8100 ГОСТ 7872-75
d=7мм
D=18 мм
Момент трения в шариковом подшипнике вычисляют по формуле:
Где d – внутренний диаметр кольца подшипника;
f ́=0.005 – приведенный коэффициент трения
Подставив численные значения , получим:
MTp=10000·7/2·0,05=1750 (Н·мм)
Рис. 4. Подшипник шариковый радиально-упорный однорядный
Расчет рукоятки
Для рукоятки конструктивно выберем Сталь 3:
Определим нужную длину рукоятки, мм, исходя из усилия рабочего Q=200 Н
Принимаем длину рукоятки равной 240 мм.
Определим диаметр рукоятки из расчета ее на изгиб как консольной балки, условно заделанной по оси винта:
Откуда
Подставив численные значения в выражение, получим:
Примем диметр рукоятки, равный 20 мм.
Выпишем стандартные значения шарика на конце ручки:
D=30мм, М=10мм, d2=12мм, l=18мм, l1=14мм,l2=3мм
Проверка
ручки на смятие
:
;
Подставим найденные значения в формулу;
<
Условие выполняется.
Расчет корпуса съемника
К корпусным деталям съемника относятся корпус и захваты.
Для корпуса выберем материал Сталь 30:
Выписываем размеры снимаемого подшипника:
Подшипник №7524:
d=120 мм;
D=215 мм; В=58мм;
Из прочности расчета на изгиб определяется диаметр d оси вращения захвата и проверяется на срез:
.
Принимаем диаметр оси равным 8 мм.
Приняв b=2a, по условию прочности на смятие определяем размеры а и b:
Из условия прочности на растяжения находим размер b,ослабленного сечением d.
Из расчета на изгиб определяем размер h2:
l2=33
мм
Из расчета на изгиб и растяжение определяют расстояние l3:
винтовой съемник узел резьба
Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия определяют по формуле:
Где
Ап=F·Р – работа сил полезного сопротивления за один оборот;
F – внешнее осевое усилие;P – шаг резьбы;
АП=10000·6=60000(Н·мм)
Am=2πМп – работа сил трения в подпятнике за один оборот;
Am=2·3,14·1750=10990(Н·мм);
- работа сил полезного сопротивления и трения в винтовой паре за один оборот;
;
Подставив найденные работы сил в формулу получим:
Сравнивая КПД механизма с КПД винтовой пары, мы видим, что они отличаются незначительно.
Вывод
В ходе данного курсового проекта мы приобрели первичные навыки конструкторской деятельности.
Установлено, что винт рассчитывается по трем условиям: условие износостойкости, условие прочности на растяжение (сжатие), условие износостойкости стержня винта. Более жестким оказалось условие износостойкости. Это означает, что основным видом разрушения в передачах винт-гайка с трением скольжения является износ резьбы. Поэтому, чтобы увеличить время эксплуатации передачи или уменьшить ее массу и габариты необходимо увеличить значение допустимого давления Р, зависящее от рационального выбора материала винтовой пары и от условий ее эксплуатации.
В ходе расчетов были определены параметры винтовой передачи, корпуса, подобраны стандартные детали. Определен КПД механизма, который равен 33,3 %