Podstaw Konstrukcji Maszyn

PROJEKT

Podnośnika śrubowego

13

Wydział Mechatroniki

i Budowy Maszyn

Połaniec 2008/2009

Spis treści

1. Założenia do projektu ………………………………………………………………3

2. Tok obliczeń ………..………………………………………………………………4

Założenia; materiał śruby stal 40 nakrętka brąz gwint trapez symetryczny napęd ręczny zapadkowy korpus rura stalowa

Dane:

Tok obliczeń:

Wyniki:

Q = 30000 [N]

H = 400 [mm]

d = 13 [MPa]

ψh = 1,8

ψH = 0,5

β = 1,3

kc = 130 [MPa]

1. DOBÓR ŚREDNICY GWINTU

Pozostałe dane dobrano z materiałów [1] (tab. 17.1.2; 17.1.3)

    1. Średnica podziałowa gwintu d'2

0x01 graphic
;

gdzie:

kd - wartość dopuszczalnych nacisków jednostkowych, [MPa] [1] tab.17.1.2

ψh - współczynnik wysokości nakrętki

dla nakrętek nie rozciętych zaleca się

ψh = 1,5 … 1,8;

ψH - współczynnik wysokości gwintu [1]

0x01 graphic
tab.17.1.3;

    1. Wewnętrzna średnica gwintu d'3

0x01 graphic
;

gdzie:

β - współczynnik uwzględniający wpływ naprężeń skręcających w przekroju śruby

β = 1,3

kc - naprężenia dopuszczalne na ściskanie,

[MPa] kc = Re/3 (Re - tab. 19.2.1)

    1. Wg PN dobiera się gwint o znamionowej średnicy d [1] (str.333 17.3 p1)

Na podstawie tabeli dobieramy gwint

z warunku 0x01 graphic
i 0x01 graphic

Przyjmuje gwint Tr32x6

d = 32 ; P = 6 ; d2 = D2 = 29 ; D4 = 33 ;

d3 = 25 ; d1 =26 ; [mm]

d2'= 28,6 [mm]

d'3 = 19.5 [mm]

P = 6

d2 = D2 = 29 [mm]

f = 0,12

α = 15o

  1. Warunek samohamowności gwintu

0x01 graphic

gdzie 0x01 graphic

0x01 graphic

f - tab. 17.1.3

α - tab. 17.1.1

Warunek jest spełniony 0x01 graphic

γ = 0,07

ρ' = 0,12

Q = 30000 [N]

d2 = D2 = 29 [mm]

γ = 0,07

ρ' = 0,12

3. Moment tarcia w gwincie

0x01 graphic
, [N mm]

Ttgw = 82795

d2 = D2 = 29 [mm]

ψh = 1,8

P = 6

d = 32 [mm]

kr = 45[MPa]

Q = 30000 [N]

Dn =48[mm]

D'n = 52 [mm]

k'd = 50

h = 54 [mm]

hk = 12 [mm]

ks = 50 [MPa]

Ttgw = 83295

  1. WYMIARY MAKRĘTKI

( materiał nakrętki - brąz)

    1. . Wysokość nakrętki

0x01 graphic
[mm]

4.2. Liczba zwojów w nakrętce

z = h/P

Warunek spełniony 0x01 graphic

4.3. Zewnętrzna średnica nakrętki

0x01 graphic

kr ([1] tab. 17.1.1)

Dn przyjmuję do konstrukcji 48 [mm]

4.4. dla nakrętki o konstrukcji kołnierzowej :

- Średnica kołnierza :

0x01 graphic
: c - wymiar ścięcia w

korpusie przyjmuje c = 2x45o

0x01 graphic
0x01 graphic

k'd ([1] tab. 17.1.1)

- Wysokość kołnierza :

hk = 0,2h

- Warunek wytrzymałości kołnierza na ścinanie: ks (tab. 17.1.1)

0x01 graphic

Warunek spełniony 0x01 graphic

4.5. Moment tarcia na podporowej powierzchni nakrętki :

0x01 graphic
: [N mm]

4.6. Warunek nieruchomości nakrętki

jest spełniony Ttn > Ttrw:

h = 52.2 [mm]

do konstrukcji przyjmuje

h = 54[mm]

z = 9

Dn = 46,2 [mm]

D'n = 52 [mm]

Dk = 58,8 [mm]

przyjmuję

Dk = 60 [mm]

hk = 12 [mm]

τ = 16,58

Ttn = 90171

H = 400 [mm]

h1 = 1,8d

d3 = 25 [mm]

  1. Sprawdzenie śruby na wyboczenie

5.1. Długość ściskanej części śruby:

L1 = H+h1 +0,5h

5.2. Długość wyboczeniowa:

Lw = μL1 ; Dla podnośnika μ = 0,5

5.3. Smukłość śruby:

0x01 graphic
; gdzie 0x01 graphic

0x01 graphic
mm4 ;

0x01 graphic
mm2

Dla λ < 40 wyboczenie nie sprawdza się. (wg L. Kurmaz. 342)

L1 = 484,6[mm]

Lw = 242,3[mm]

imin = 6,25

λ = 38,8

Q = 30000 [N]

d3 = 25 [mm]

Ttgw = 83295

kc = 130 [MPa]

  1. Sprawdzenie wytrzymałości śruby:

0x01 graphic

Dla podnośników T = Ttgw

Warunek jest spełniony0x01 graphic
;

σz = 76,6 [MPa]

Q = 30000 [N]

d = 10 [MPa]

d = 32 [mm]

f = 0,12

  1. Wymiary korony:

7.1. Dla nie płaskich powierzchni oporowych

do= 0 Do = 2α'

dla styku wypukło-wklęsłego (rys.17.2.1b)

0x01 graphic

Przyjmuje R1 = 64 ; R2 = 68;

Momot tarcia na oporowej powierzchni podparcia;

0x01 graphic
;

Do = 11,92[mm]

Ttk = 14304

Dn =48[mm]

H = 400 [mm]

h = 54 [mm]

hk = 12 [mm]

kc = 111[MPa]

Ttgw = 83295

  1. Dobór rury spawanego korpusu:

8.1. Wstępnie oceniam średnice wewnętrzną rury

d'r = Dn - 2 ; d' = 46

Wstępnie ocenia się zewnętrzna średnice rury (δ = 5[mm])

D'r = Dn - 2 δ ; D'r = 58

Wg tab. 18.2.12 dobiera się rure o wymiarach D'r 0x01 graphic
Dr ; d'r 0x01 graphic
dr

Dobieramy rurę stalową R45 Ø60,3 o grubości ścianki δ = 8[mm]

Hk = H + (10…15) + (h-hk)

    1. Naprężenia zastępcze korpusu (obok nakrętki);

0x01 graphic
;

gdzie 0x01 graphic
;

0x01 graphic
;

d'r = 46[mm]

D'r = 58[mm]

dr = 44,3[mm]

Hk = 452[mm]

σc = 23,3

γ = 0,07

ρ' = 0,12

Ttk = 14304

Q = 30000 [N]

d2 = D2 = 29 [mm]

  1. Sprawność przekładni:

0x01 graphic
;

η = 0,36

Fr = 250 [N]

zr = 1

kz = 1

Ttk = 29556

Ttgw = 83295

d3 = 25 [mm]

  1. Napęd podnośnika:

Napęd ręczny zapadkowy [1] (17.4):

Dobór podstawowych parametrów koła zapadkowego;

Parametr wejściowy d1 =1,1 d

a=07d1+1; a = 26

10.1 długość rękojeści

0x01 graphic
;

Obliczeniowa długość rękojeści;

Lo = Lr - Lm

10.2 średnica rękojeści ;

0x01 graphic
;

dla materiału rękojeści St3 kg=120[MPa]

    1. Zewnętrzna średnica korpusu zapadki: Dr = 1,5dr

Naprężenia zginające w korpusie zapadki przy rękojeści:

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
; L1 = 1,5dr

Warunek spełniony.

    1. Siła obwodowa na kole zapadkowym ;

0x01 graphic
; 0x01 graphic
; 0x01 graphic

    1. Naprężenia u stopy zęba koła zapadkowego ;

0x01 graphic
;0x01 graphic
; 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
; 0x01 graphic

    1. Średnica sworznia zapadki z umowy wytrzymałości na zginanie;

0x01 graphic
; 0x01 graphic
; 0x01 graphic
;

0x01 graphic
;

0x01 graphic

    1. Naprężenia zginające w przekroju szczek w miejscu mocowania sworznia;

0x01 graphic

0x01 graphic
;

d1 = 35,2

a = 26

d2 = 24

z = 8

L2 = 1,5d1

L2 =

Lr = 450

Lo = 310[mm]

dr = 18,62

przyjmuje do konstrukcji

dr = 20 [mm]

Dr = 30 [mm]

σg = 30,31

Df = 53.8[mm]

Dw = 59,6[mm]

Da = 65,85[mm]

F = 3775[N]

t = 23,4[mm]

t1 = 11,7[mm]

h = 5,85[mm]

b1 0x01 graphic
t1

τ = 13,44

σg = 20,16

q = 322,64

δ = 5,85

L = 17,55

Mg = 11042

dsw = 9,72[mm]

przyjmuje

dsw = 10[mm]

b = 1,3d1

b = 45,76

σg = 107[MPa]

W = 1010,16

2