Задание 4
Передачи винт – гайка, валы, подшипники, шпоночные и шлицевые соединения.
Недостающими конструкционными размерами и данными задаться самостоятельно на основании рекомендаций [1], глава 9, глава 11
1 Рассчитать винт и гайку параллельных тисков. Усилие, с которым следует производить прижатие детали, F. Усилие на рукоятке Fp=20дан, а длина рукоятки l=300мм. Материал винта сталь Ст. 4, а материал гайки чугун СЧ 15-32.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
7,00 |
8,00 |
9,00 |
10,00 |
11,00 |
12,00 |
13,00 |
14,00 |
15,00 |
16,00 |
Профиль резьбы |
Прямоугольный |
трапецеидальный |
||||||||
2 Рассчитать винт и гайку клинчатого домкрата грузоподъемностью F, а также определить длину рукоятки l и общий КПД домкрата. Усилие рабочего на конце рукоятки Fp=200H. Угол наклона клиньев β. Материал винта сталь Ст. 4, а материал гайки чугун СЧ 15-32.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
β, рад |
π/12 |
π/9 |
π/12 |
π/9 |
π/12 |
π/9 |
π/12 |
π/9 |
π/12 |
π/9 |
3 Рассчитать винтовую пару и рукоятку пресса. Установить номер швеллера, который можно выгибать на прессе. Создаваемое прессом усилие F. Усилие двух рабочих, приложенное к концам рукоятки, Fp=20дан каждое. Длина винта l. Расстояние между опорами α. Материал винта сталь Ст. 5, а материал гайки чугун СЧ 18-36.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
10,00 |
15,00 |
18,00 |
24,00 |
28,00 |
31,00 |
34,00 |
38,00 |
42,00 |
45,00 |
l, мм |
550 |
525 |
500 |
475 |
450 |
425 |
400 |
375 |
350 |
325 |
a, мм |
700 |
750 |
800 |
850 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
Профиль резьбы |
Прямоугольный |
трапецеидальный |
||||||||
4 Рассчитать винт и гайку механизма отводки. На гайку действует сила 2F. Материал винта сталь Ст. 4. Материал гайки чугун СЧ 15-32.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
2F, кH |
6,00 |
7,00 |
8,00 |
9,00 |
9,50 |
10,00 |
11,00 |
12,00 |
13,00 |
14,00 |
Профиль резьбы |
квадратный |
трапецеидальный |
||||||||
5 Рассчитать винтовую стяжку, находящуюся под действием силы F. Определить размеры винта, гайки и рукоятки. К концам рукоятки приложено усилие двух рабочих по 400Н. Материал винта сталь Ст. 5, материал гайки чугун СЧ 18-36. Построить для винта эпюры растягивающих сил и крутящего момента.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
Профиль резьбы |
квадратный |
упорный |
трапецеидальный |
|||||||
Число заходов винта |
двухзаходный |
однозаходный |
двухзаходный |
|||||||
6 Определить размеры винта и гайки стяжного соединения, находящегося по действием силы F, и размеры рукоятки. Усилие, приложенное к концам рукоятки, Р=20дан. Материал винта сталь Ст. 4., а материал гайки чугун СЧ 18-36
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
Профиль резьбы |
квадратный |
трапецеидальный |
квадратный |
|||||||
Число заходов винта |
однозаходный |
двухзаходный |
||||||||
7 Рассчитать винт, гайку и размеры рукоятки домкрата с самотормозящейся передачей грузоподъемностью F и высотой подъема груза h. Усилие на рукоятке 200Н. Материал винта сталь Ст. 5. Построить для винта эпюры крутящего момента и сжимающих сил.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
h, м |
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,50 |
0,55 |
0,65 |
0,60 |
0,55 |
0,45 |
0,35 |
Материал гайки |
Чугун СЧ 18-36 |
Чугун СЧ 21-40 |
Бронза Бр. ОУС6-6-3 |
|||||||
Профиль резьбы |
квадратный |
трапецеидальный |
упорный |
|||||||
8 Рассчитать винт и гайку съемника. Сила давления на винт F. Материал винта сталь Ст. 4. Материал гайки чугун СЧ 15-32. Определить длину рукоятки l, если усилие, приложенное на ее конце, 200Н. Построить для винта эпюры сжимающих сил и крутящего момента.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
9 |
10 |
12 |
14 |
17 |
20 |
23 |
26 |
30 |
33 |
Профиль резьбы |
трапецеидальный |
Прямоугольный |
||||||||
9 Рассчитать винт, гайку, а также диаметр и длину рукоятки ручного домкрата. На винт действует сила F. Усилие на рукоятке Fp=200H. Материал винта сталь Ст. 5. Материал гайки чугун СЧ 15-32.
Данные для расчета |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
F, кH |
15 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
50 |
Профиль резьбы |
прямоугольный |
трапецеидальный |
||||||||
10 Рассчитать ведущий вал редуктора с прямозубыми цилиндрическими колесами. Подобрать шпонку, посредством которой шестерня (z1=18, m=4,5 мм) соединена с валом, и подшипники качения для опор вала. Передаваемая валом мощность Р1 при угловой скорости ω1. Материал вала сталь 45, нормализованная. Расчетный срок службы передачи 10000ч. Нагрузка постоянная. Передача работает с легкими толчками.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р1, кВт |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
ω1, рад/с |
27π |
29π |
30π |
32π |
33π |
35π |
37π |
38π |
40π |
42π |
11 Рассчитать ведомый вал одноступенчатого редуктора с цилиндрическими косозубыми колесами. Подобрать подшипники качения для опор вала и шпонку, соединяющую вал со ступицей колеса (z2=40, mн=5 мм). Угол наклона зубьев по делительному цилиндру β. Передаваемая валом мощность Р2 при угловой скороти ω2. Материал вала сталь 45, нормализованная. Расчетный срок службы передачи 10000 ч. Нагрузка постоянная.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р2, кВт |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
ω2, рад/с |
3π |
4π |
4,5π |
5π |
5,5π |
6π |
6,5π |
7π |
7,5π |
8,5π |
β, рад |
π/15 |
π/15,5 |
π/14,5 |
π/20 |
π/16,5 |
π/17 |
π/17,5 |
π/18,2 |
π/14,7 |
π/19 |
12 Рассчитать ведущий вал редуктора и прямобочное зубчатое (шлицевое) соединение вала с конической шестерней (z=26, mср=4,76 мм), а также подобрать подшипники качения для вала. Угол начального конуса шестерни φш=π/4,35 рад. Передаваемая валом мощность и угловая скорость соответственно равны Р и ω. Материал вала сталь 45, нормализованная. Расчетный срок службы передачи 20000 ч. Передача работает с легкими толчками.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р, кВт |
2,8 |
2,8 |
4,5 |
4,5 |
7,0 |
7,0 |
10 |
10 |
14 |
14 |
ω, рад/с |
32,4π |
31π |
31,7π |
48,5π |
32π |
49π |
32,4π |
48,5π |
32,7π |
48,7π |
13 Рассчитать ведомый вал редуктора с прямозубыми коническими колесами. Подобрать шпонку, соединяющую коническое колесо (z2=64, mср=4,76) с валом, и подшипники качения для опор вала. Половина угла начального конуса конического колеса φк=68°. Передаточное число редуктора U=2,3. Передаваемая ведущим валом мощность Р2 при угловой скорости ω2. Материал вала сталь 45. Расчетный срок службы передачи 5000ч. Нагрузка постоянная. Работа сопровождается вибрацией.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р2, кВт |
7 |
7 |
10 |
10 |
14 |
14 |
20 |
20 |
28 |
28 |
ω2, рад/с |
31,7π |
48,5π |
32π |
49π |
32π |
48,5π |
49π |
32,3π |
49π |
31π |
14 Рассчитать вал червячного колеса редуктора, подобрать подшипники качення для опор вала и шпонку, соединяющую ступицу колеса с валом. В зацеплении действуют: окружная сила колеса 840кН, окружная сила червяка 266кН и радиальная сила. Передаваемая червячным колесом мощность Р2 при угловой скорости ω2. Расчетный срок службы 8000ч. Нагрузка постоянная.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р2, кВт |
4,5 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
8,0 |
9,5 |
11 |
12 |
14 |
ω2, рад/с |
2,5π |
3π |
1,5π |
1,8π |
2π |
2,6π |
2,2π |
3,0π |
2,7π |
3,2π |
15 Рассчитать вал, на котором насажен шкив диаметром D=800 мм и прямозубое колесо с диаметром делительной окружности Dд2=310 мм. Подобрать подшипники качения для опор вала и шпонку, соединяющую вал со ступицей колеса. Суммарное натяжение от ветвей ремня 2,5Fш, где Fш - окружное усилие на шкиве. Ременная передача наклонена к вертикали под углом β=π/6рад. Вал передает мощность Р2 при угловой скорости ω2. Материал вала сталь 30, нормализованная. Расчетный срок службы передачи 10000ч. Нагрузка постоянная.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р2, кВт |
18 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
ω2, рад/с |
4π |
4,7π |
5,4π |
6π |
6,7π |
7,4π |
8π |
8,7π |
9,4π |
10π |
16 Рассчитать ведущий вал в редукторе с цилиндрическими прямозубыми колесами, подобрать шпонку, соединяющую ступицу с валом, и подшипники качения для опор вала. Окружное усилие шестерни 420кН. Кроме того, на конце вала в плоскости радиальной силы шестерни действует сила давления шкива ременной передачи 200кН. Передаваемая валом мощность Р1, угловая скорость ω1. Материал вала сталь 45, нормализованная. Расчетный срок службы 15000 ч. Нагрузка постоянная.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Р1, кВт |
5,5 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
9,5 |
10 |
11,5 |
13 |
14,5 |
ω1, рад/с |
6,7π |
8π |
9,3π |
10,7π |
12π |
12,7π |
13,5π |
14π |
15π |
15,4π |
17 Рассчитать промежуточный вал цилиндрическо-конического редуктора и подобрать подшипники качения и призматическую шпонку, соединяющую ступицу колеса с валом. Материал вала сталь 40Х, улучшенная. Передаваемый валом крутящий момент Тк при угловой скорости ω. Диаметр делительной окружности цилиндрического колеса dдк=300мм, средний диаметр делительного конуса конической шестерни dдс=111мм. Угол начального конуса шестерни φш=π/4,7 рад. Расчетный срок службы редуктора 5000 ч. Нагрузка спокойная.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тк, кН |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
ω, рад/с |
2π |
2,3π |
2,7π |
3π |
3,3π |
3,7π |
4π |
4,3π |
4,7π |
5π |
18 Рассчитать промежуточный вал коническо-цилиндрического редуктора. Подобрать шпонку, соединяющую колесо с валом, и подшипники качения для опор вала. Средний диаметр конического колеса dдср=250 мм. Окружное усилие колеса Ft2 а шестерни Ft3. Половина угла начального конуса конического колеса φ2=π/2,5рад. Угловая скорость вала ω2. Расчетный срок службы передачи 5000 ч. Нагрузка постоянная. Передача работает с легкими толчками.
Величина |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Ft2, кН |
1,8 |
2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
3,7 |
3,9 |
Ft3, кН |
3 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
4 |
4,4 |
4,8 |
5,4 |
5,5 |
5,8 |
ω2, рад/с |
16π |
16,5π |
17π |
17,5π |
18π |
18,5π |
15,5π |
16π |
17π |
15π |