Державний вищий навчальний заклад

«НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МЕХАНІКО-МАШИНОБУДІВНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра основ конструювання механізмів і машин

ДЕТАЛІ МАШИН. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОГО ЗАВДАННЯ

«РОЗРАХУНОК ПЕРЕДАЧІ ГВИНТ-ГАЙКА»

для студентів напрямів підготовки

6.050502 Інженерна механіка,

6.070106 Автомобільний транспорт.

Дніпропетровськ

НГУ

Автори:

К.А. Зіборов, канд. техн. наук, доц. (розділи 2);

В.В. Проців, докт. техн. наук, проф. (розділи 1);

О.М. Твердохліб, асистент (розділ 3).

Затверджено до видання редакційною радою ДВНЗ «НГУ» (протокол № __ від __.__.2013) за поданням методичних комісій напрямів підготовки 6.050502 Інженерна механіка (протокол № від __.__.2013), 6.070106 Автомобільний транспорт (протокол № від __.__.2013).

Методичні матеріали призначено для самостійної роботи студентів напрямів підготовки 6.050502 Інженерна механіка, 6.070106 Автомобільний транспорт під час виконання графічно-розрахункового завдання з нормативних дисциплін «Деталі машин» і «Деталі машин та підйомно-транспортне обладнання» для студентів, які навчаються за напрямами «Інженерна механіка», «Автомобільний транспорт».

Розглянуто теоретичні відомості про розрахунки передачі гвинт-гайка, що використовують у різноманітних машинах та механізмах. Приведені деякі розрахункові залежності і довідкові матеріали.

Рекомендації орієнтовано на активізацію виконавчого етапу навчальної діяльності студентів.

Відповідальний за випуск завідувач кафедри основ конструювання механізмів і машин, канд. техн. наук, доц. К.А. Зіборов.

Зміст

ВСТУП.. 5

1. Об'єм, зміст і оформлення розрахунково-графічного завдання. 7

1.1. Отримання завдання на виконання роботи. 7

1.2. Варіанти завдань. 7

1.3. Деякі вимоги до оформлення завдання. 7

2. Методичні вказівки до розрахунку домкрата 1-го типу. 8

2.1. Розрахунок вантажного гвинта. 8

2.1.1. Визначення внутрішнього діаметра нарізки за умови міцності по напруженням стискання з урахуванням крутіння. 8

2.1.2. Визначення внутрішнього діаметра нарізі за умови стійкості 10

2.2. Призначення розмірів гвинта і гайки. 11

2.3. Перевірка умови самогальмування. 11

2.4. Визначення діаметрів головки вантажного гвинта і хвостовика. 12

2.4.1. Діаметр головки вантажного гвинта. 12

2.4.2. Діаметр хвостовика. 12

2.5. Визначення обертального моменту прикладеного до рукоятки домкрата. 13

2.5.1. Визначення моменту у нарізі 13

2.5.2. Визначення моменту тертя між чашечкою і головкою вантажного гвинта 13

2.6. Перевірка міцності гвинта. 13

2.6.1. Розрахунок напруження стискання. 13

2.6.2. Розрахунок напруження крутіння. 14

2.6.3. Розрахунок приведених напружень. 14

2.7. Розрахунок рукоятки. 14

2.7.1. Визначення довжини рукоятки. 14

2.7.2. Визначення діаметра рукоятки з умови міцності на вигин. 15

2.7.3. Призначення діаметра отвору в головки для рукоятки. 15

2.8. Перевірка міцності головки гвинта. 15

2.8.1. Розрахунок напруження стиску. 15

2.8.2. Питомий тиск знаходять як. 15

2.9. Розрахунок гайки. 16

2.9.1. Розрахунок діаметра гайки за умови міцності на розтягування з урахуванням крутіння. 16

2.9.2. Діаметр буртика гайки з умови міцності на зминання. 16

2.9.3. Визначення висоти буртика гайки. 16

2.9.4. Висота гайки (мм) 18

2.9.5. Число витків нарізі 18

2.9.6. Перевірка умови на невидавлювання мастила між витками гвинта і гайки 18

2.9.7. Розрахунок напруження зрізу витків гайки. 19

2.10. Визначення розмірів домкрата по висоті 19

2.10.1. Довжини нарізної частини гвинта. 19

2.10.2. Висота корпусу домкрата. 19

2.10.3. Вибір товщини стінки корпусу. 19

2.10.4. Вибір стопорних (настановних) гвинтів. 19

3. Особливості розрахунку домкрата 2-го типу. 20

3.1. Розрахунок вантажного гвинта на міцність (як і для 1-го типу) 20

3.2. Розрахунок вантажного гвинта на стійкість (як і для 1-го типу) 20

3.3. Призначення розмірів гвинта і гайки (як і для 1-го типу) 20

3.4. Перевірка умови самогальмування (як і для 1-го типу) 20

3.5. Визначення обертаючого моменту, що прикладається до рукоятки домкрата (як і для 1-го типу) 20

3.6. Перевірка міцності гвинта (як і для 1-го типу) 20

3.7. Розрахунок рукоятки (як і для 1-го типу) 20

3.8. Розрахунок гайки (як і для 1-го типу) 20

3.9. Визначення розмірів корпусу. 20

3.9.1. Визначення внутрішнього діаметра корпусу. 20

3.9.2. Визначення зовнішнього діаметра корпусу. 20

3.9.3. Визначення діаметра хвостовика. 20

3.9.4. Визначення питомого тиску між чашечкой і корпусом. 21

3.9.5. Визначення напруження стиску в ослабленому перетині 21

3.10. Розрахунок упорного бурту гвинта і кріплення фланця. 21

3.10.1. Визначення діаметра бурту гвинта за умови міцності на зминання. 21

3.10.2 Визначення висоти бурту за умови міцності на зріз. 23

3.10.3. Визначення висоти бурту за умови міцності на вигин. 23

3.10.4. Визначення напруженя зрізу у шві 23

3.11. Визначення розмірів домкрата по висоті 24

3.11.1. Визначення довжини нарізки гвинта. 24

3.11.2. Визначення висоти корпусу. 24

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.. 25

Додаток А. Ескізи до записки. 26

Додаток Б. Механічні властивості сталі звичайної якості групи А (за ДСТУ 380 – 71) 27

Додаток В. Механічні властивості вуглецевої якісної конструкційної гарячекатаної сталі (група 1 до ДСТУ 1050 – 74) 28

Додаток Г. Значення коефіцієнта зниження напруження. 29

Додаток Д. Нарізь упорна. Основні розміри (за ДСТУ 10177 – 62) 30

Додаток Е. Нарізь трапецеїдальна одноходова. Основні розміри (за ДСТУ 9484 – 73) 32

Додаток Ж. Ряди лінійних (діаметрів, довжин, висот, глибин та ін.) розмірів (за ДСТУ 6636 – 69) 34

Додаток И. Коефіцієнт тертя при ковзанні 36

Додаток К. Матеріал для виготовлення гайки. 37

Додаток Л. Приклад виконання кресленика гвинтового домкрата. 38

Додаток М. Приклад виконання специфікації гвинтового домкрата. 39

ВСТУП

Передача гвинт – гайка призначена для перетворення обертального руху в поступальний (при великих кутах підйому гвинтової лінії, порядку 12° та більше). При цьому обертання закріпленої від осьових переміщень гайки викликає поступальне переміщення гвинта, або обертання закріпленого від осьових переміщень гвинта приводить до поступального переміщення гайки. Коли кут підйому більше кута тертя, цю передачу можна використовувати для перетворення поступального руху в обертальний.

Передачі гвинт – гайка знаходять застосування в пристроях, де потрібно отримувати великий виграш у силі, наприклад в домкратах, гвинтових пресах, навантажувальних пристроях випробувальних машинах, механізмах металорізальних верстатів або у вимірювальних та інших механізмах для точних ділильних переміщень.

Домкрат (від нім. Dommekracht) – стаціонарний, переносний або пересувний механізм для підйому вантажу, що спирається на нього. Домкрат є ідеальним пристосуванням для зсуву, підйому, опускання і позиціонування об'єктів вагою від декількох кілограмів до сотень тонн.

За принципом приведення в дію механізму підйому вантажу домкрати поділяють на:

– гідравлічні;

– пневматичні;

– механічні.

Механічні домкрати в розділяють на: гвинтові, рейкові, паралелограмні. У гвинтових механізмах застосовуються нарізь прямокутної, трапецієподібної і упорної форми.

а) вертикальний гвинтовий	б) паралелограмний	в) рейковій

Рис. 1. Механічні домкрати

Для підйому більш габаритного та важкого вантажу використовують гідравлічні або пневматичні домкрати. Гідравлічний домкрат або гідродомкрат – пристрій принципом роботи якого є використання робочої рідини (масла), що нагнітається в гідроциліндр за допомогою гідравлічного насоса, для забезпечення підйому важких грузів. В свою чергу гідравлічні домкрати поділяються на телескопічні, важільні, підкатні. Пневматичні домкрати відрізняються від гідравлічних лише тим, що в них замість робочої рідини використовується повітря.

а) телескопічний гідравлічний домкрат	б) важільний гідравлічний домкрат
в) підкатний гідравлічний домкрат	г)підкатний пневматичний домкрат

Рис. 2. Гідравлічні і пневматичні домкрати

В даному розрахунково-графічному завданні студентами самостійно виконується розрахунок передачі гвинт – гайка на прикладі гвинтового механічного домкрата. Метою цього завдання є засвоєння основних критеріїв працездатності, обґрунтований вибір розрахункові схеми та основних формул, визначення розмірів деталей, виконання ескізу складального кресленика, а також отримання навиків роботи з довідковою літературою, що необхідна для проектування, зокрема, при виконанні в подальшому курсового проекту.

Методичні вказівки розроблені для надання допомоги студентам, що виконують розрахунково-графічне завдання по курсу дисциплін «Деталі машин», «Деталі машин та підйомно-транспортне обладнання», «Підйомно-транспортне обладнання АТП і СТО» (далі завдання), метою якого є розрахунок передачі гвинт – гайка з використанням САПР на базі програмного комплексу КОМПАС російській компанії АСКОН, та містять необхідний довідковий матеріал.

1. Об'єм, зміст і оформлення розрахунково-графічного завдання

Представлене студентом до захисту розрахунково-графічне завдання по розрахунку передачі гвинт – гайка [1] повинно бути оформлено у вигляді пояснювальної записки, виконаної в електронному вигляді у файлі текстового формату програми КОМПАС, а також віддрукованої (і переплетеної) на папері формату А4 [2].