Проектирование съемника подшипников
Проектирование винтового механизма подъемника авиационных устройств как механизма аэродромного обслуживания. Назначение передачи винт-гайка. Расчет упорных шариковых однорядных подшипников, рукоятки и корпуса. Анализ КПД винтовой пары скольжения.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.10.2015 |
Размер файла | 224,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Проектирование съемника подшипников
ВВЕДЕНИЕ
Цель этой работы состоит в том, чтобы спроектировать винтовой механизм авиационных устройств (съёмник). Назначение передач винт-гайка - преобразование вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большую несущую способность при малых габаритах, возможность достижения высокой точности перемещений, простоту конструкции и изготовлению, поэтому винтовые механизмы получили широкое распространение в авиационных устройствах и роботах.
В числе механизмов аэродромного обслуживания применяются винтовые съемники, предназначенные для разборки узлов с деталями, собранными с натягом. Особенностью съёмника являются два или три присоединенных различным образом к корпусу съёмника захвата, наличие башмаков для упора в неподвижное звено и т. д. При ручном приводе для вращения винта и гайки используются рукоятки.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Основные исходные данные:
· Действующая сила F(Н): 6000;
· Диаметр вала d(мм): 60;
· Обозначение подшипника: 92612;
· Ход винта h(мм): 300;
Схема механизма представлена на рисунке 1.1
Рис 1.1
Так как механизм ответственный и испытывает большую нагрузку, то материалы винта назначаем из качественной стали, а для гайки - из бронзы.
Для винта: Сталь 40Х (в=1100 т=900);
Для гайки: БрАЖН 10-4-4ГОСТ 613-41(в=650);
2.РАСЧЁТ ВИНТА
Во всех случаях винт работает на сжатие (растяжение) и кручение. Винты должны одновременно удовлетворять условию прочности при продольном изгибе и условию допускаемой гибкости:
;
;
Наиболее допускаемая гибкость для коротких грузовых винтов . Винт сплошной, =0. Коэффициент запаса прочности S=3. Допускаемые напряжения для стальных винтов определяются по формуле:
;
Эпюры сил и моментов вдоль оси винта в съемнике имеют следующий вид:
Находим диаметр винта по критериям, определяющим работоспособность передачи винт-гайка, исходя из условий: прочности на сжатия с учётом устойчивости, допускаемой гибкости, износостойкости рабочих поверхностей витков резьбы.
а) Условие прочности на сжатия с учётом устойчивости
;
Где:
k - коэффициент, учитывающий скручивание тела винта моментом в опасном сечении. Принимаем k=1.3;
- коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения , =0.69;
- отношение внутреннего диаметра d0 к внешнему d1.
б) Условие по допускаемой гибкости.
где - коэффициент приведённой длины винта, который равен 1;
- коэффициент полноты сечения, 0.25;
- свободная длина винта, ;
в) Износостойкость рабочих поверхностей витков резьбы.
Где:
d2 - средний диаметр резьбы винта;
h=h/ P - коэффициент высоты витка резьбы. Выбираем h=0.5;
h - высота гайки;
H=H/ d2 - коэффициент высоты гайки (H - высота профиля резьбы, Р - шаг резьбы). Для трапецеидальной резьбы H=1,3;
[] - допускаемое удельное давление. []=5…7 МПа;
По наибольшему диаметру подбираем резьбу(вычисленному по износостойкости):
Таблица 2.1 Параметры резьбы
Шаг резьбы, мм S |
Резьба упорная ГОСТ 10177 - 62 (рис 2.1). Диаметр резьбы, мм |
|||||
Винт |
Винт и гайки |
Гайки |
||||
Наружный |
Внутренний |
Средний |
Наружный |
Внутренний |
||
3 |
30 |
26.5 |
28.5 |
30.5 |
27 |
рис. 2.1 Резьба упорная
Для окончательного выбора диаметра винта и шага, необходимо еще два условия:
- самоторможения;
- максимально высокого КПД.
Расчёт на условие самоторможения.
Угол подъёма средней винтовой линии резьбы:
. ,
Где:
- угол подъема резьбы
d2 - средний диаметр резьбы.
Приведенный угол трения при скудной смазке:
.
Где:
f =0.13…0.15 - коэффициент трения материалов винта и гайки;
Условие самоторможения выполняется.
Дальше выполняем проверочный расчёт винта:
;
Hмм
Условие прочности выполняется.
3.РАСЧЕТ ГАЙКИ
Гайки обычно изготавливаются из материалов, имеющих в паре со стальным винтом низкий коэффициент трения и хорошую износостойкость. К таким материалам относятся оловянистые и безоловянистые бронзы, латунь, металлокерамика и антифрикционный чугун.
Гайки выполняются в виде цилиндрических втулок, которые запрессовываются или ввинчиваются в подвижный или неподвижный корпус. В данном случае конструкцию гайки выбираем таким образом, чтобы распределение нагрузки по виткам резьбы было наиболее равномерным
Материал гайки: БрАЖН 10-4-4ГОСТ 613-41(в=650);
Рис. 3.1 Конструкция гайки
При расчёте резьб гаек допускается, что осевое усилие распределяется по виткам равномерно, а угол подъёма витков настолько мал, что их можно рассматривать в виде плоских круговых колец. В гайке рассчитывают резьбу (на изгиб, срез и удельное давление), основные её размеры (H, D), а также отдельные элементы (посадка в корпус, упорный буртик , фиксирующие детали и др.).
Тело гайки подвергается кручению и сжатию. Наружный диаметр тела гайки определяется из условия прочности:
где k -коэффициент, учитывающий скручивание тела гайки, k=1.3;
допускаемое напряжение сжатие или растяжения ,;
;
Найдём число витков гайки:
.
Принимаем z=710
Высота гайки H=zS=73=21
Равномерно распределенная нагрузка по наружному контуру витка гайки:
Проводим проверку витков резьбы на прочность, так как материал гайки обладает более низкими механическими свойствами, чем материал винта. Виток резьбы гайки разворачиваем по наружному диаметру (D) и представим в виде консольной балки, несущей равномерно распределённую нагрузку, которую заменяем сосредоточенной силой F/z. Наибольшее напряжение среза и изгиба возникают в корневом сечении с длиной и высотой витка . Исходя из условия прочности витка на срез:
а) на срез:
мм.
, мм. - зазор.
мм.
б) на изгиб:
Все условия выполняются.
Размер заплечика определяем из условия смятия материала гайки под действием силы P по уравнению:
,
где
Из конструкторских соображений принимаем =9 мм.
Высоту заплечика определяется из условия изгиба под действием нагрузки F, без учёта запрессовки и трения на поверхности гайки, по уравнению:
Соединение гайки с корпусом имеет следующий вид (рис. 3.2).
Рис. 3.2.
Гайку в корпус ставим по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга гайку в корпусе фиксируем штифтом, который должен удерживать гайку от проворачивания при работе механизма. Если <, гайка в корпусе проворачиваться не будет, штифт нагрузки не испытывает. В противном случае штифт будет работать на срез. Найдём момент трения, возникающий на опорной поверхности заплечника.
.
Момент, возникающий между винтом и гайкой: Мвп=88.66 ().
Неравенство Мвп<Моп выполняется, значит, гайка в корпусе не будет проворачиваться
(мм)
Из конструкторских соображений принимаем d0 =5(мм)
Штифт 4Г8ГОСТ 3128-70
4. РАСЧЁТ ПЯТЫ ТРЕНИЯ
По ГОСТ 6874-75 мы имеем упорные шариковые однорядные подшипники - упорный однорядный с лёгкой широкой серией, его характеристики:
,
Выбираем подшипник 8100 по ГОСТ7872-89
d = 10 (мм.)
h = 9 (мм.)
- определим момент трения :
.
6.РАСЧЁТ РУКОЯТКИ
Материал рукоятки: Сталь 40Х (в=1100 т=900);
В переносных винтовых механизмах чаще всего применяются перекидные рукоятки либо рукоятки с трещотками.
Длина рукоятки определяется из условия равенства движущего момента моменту сопротивления в винтовой паре . Принимаем усилие рабочего равным Q=150 H.
;
,
где - внутренний диаметр подшипника пяты.
;
Длина рукоятки
Диаметр рукоятки определяется из условия прочности на изгиб:
; ;
;
;
7. РАСЧЁТ КОРПУСА
Материал корпуса:
Сталь 40x закалка в масле, отпуск ,
Конструктивно принимаем a = 8 мм., b = 16 мм., d = 6 мм.
Проверим наши значения при .
Конструктивно принятые размеры не нарушают допустимых прочностных условий.
9. КПД МЕХАНИЗМА
Коэффициент полезного действия винтовой пары скольжения определяется по формуле:
При прямом ходе
Коэффициент полезного действия механизма определяется по формуле:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данного домашнего задания мы приобрели первичные навыки конструкторской деятельности. В данной расчетно-графической работе представлен расчет винтового механизма самолётного съёмника. В ходе расчетов были определены параметры винтовой передачи, корпуса, подобраны стандартные детали и выполнен чертеж съёмника. Определен КПД механизма, который равен 32.3
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
подшипник съемник винтовой
1. Назин В.И. Проектирование механизмов с передачей винт-гайка: Харьков, Харьк. авиац. ин-т, 2006
2.Еофян А.С., Дорофеев В.Г. Проектирование винтовых механизмов авиационных устройств и роботов: Харьков, Харьк. авиац. ин-т, 1989.
3.Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т.М.: Машиностроение, 1979. Т.1
4.Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т.М.: Машиностроение, 1979. Т.2
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование винтового механизма для самолетного ремкомплекта. Назначение передач винт-гайка, их значение во вращательных механизмах. Устройство винтового съемника, схема захвата подшипника. Расчёт винта, гайки и пяты скольжения, проверка их прочности.
курсовая работа [411,1 K], добавлен 05.02.2012Проектирование винтового механизма самолётного съёмника. Определение параметров винтовой передачи и корпуса. Расчёт гайки, пяты скольжения, деталей вращения винтов. Расчёт коэффициента полезного действия винтового механизма; проектирование корпуса.
курсовая работа [365,1 K], добавлен 17.05.2015Кинематическая схема механизма передачи винт-гайка подъемника стабилизатора самолёта. Расчёт КПД резьбы скольжения. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъёмности. Определение коэффициентов нагрузки. Расчет зубьев на контактную выносливость.
реферат [596,2 K], добавлен 25.02.2012Основные сведения о конструкции винтового механизма, принцип его работы. Проектный расчет винта по износостойкости, на статическую прочность и устойчивость. Определение посадочного диаметра гайки и размеров рукоятки. Оценка КПД винтового механизма.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.08.2013Трапецеидальная, упорная и прямоугольная резьба в винтовых парах скольжения. Выбор материалов и допускаемые напряжения для винта и гайки, расчет рукоятки. Определение коэффициента полезного действия механизма. Расчет элементов корпуса монтажного пресса.
контрольная работа [399,0 K], добавлен 26.11.2013Общие сведения о винтовых механизмах, их конструкции и принцип действия. Выбор материала для элементов механизма: выбор типа резьбы для винтовой пары. Расчет соединений, металлоконструкций, маховичка (рукоятки). Определение КПД винтового механизма.
методичка [579,7 K], добавлен 23.04.2014Винтовой домкрат, который используется на монтаже для подъема тяжелых конструкций на небольшую высоту. Состав винтового домкрата: винт, гайка, корпус, прижим (пята), основание и маховик. Выбор типа резьбы и материала. Обеспечение самоторможения механизма.
курсовая работа [277,1 K], добавлен 06.12.2009Проектирование зажимного устройства для отрезки заготовок. Выбор материала для винтовой пары и типа резьбы, их проектный расчет из условия износостойкости с проверкой на самоторможение. Расчет параметров пяты, гайки, винта, рукоятки и параметров передач.
курсовая работа [227,5 K], добавлен 30.03.2010Знакомство с винтовыми механизмами. Зависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой и эксцентричной нагрузки на гайку. Кинематическая схема установки. Достоинства винтовых передач: простота конструкции, компактность.
лабораторная работа [239,7 K], добавлен 06.05.2009Расчет передачи винта гайки скольжения. Определение числа витков резьбы гайки. Расчет тела гайки на прочность, а также выбор подшипника. Проверка стержня винта на прочность по приведенным напряжениям. КПД резьбы скольжения. Расчет проушины и штифтов.
курсовая работа [150,8 K], добавлен 25.02.2012