Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
Кафедра: «Транспортно -
технологические комплексы»
«Расчёт деталей винтового механизма»
Расчётно-графическая работа
Выполнил:
группа 935
Проверил: __
Хабаровск,
2015 г.
1. Задача для расчета деталей винтового механизма
1.1. Условие задачи и исходные данные для расчета
Рассчитать детали винтового домкрата по схеме рис. 1 грузоподъемностью F = 20 кН,
при максимальной высоте подъема Н = 300 мм. Вид резьбы – трапециидальная. Тип домкрата - б. Материал винта – сталь40Х. Материал гайки – СЧ18.
Рисунок - 1. Винтовой домкрат
F = 20 кН; H=300 мм;
Материал винта - сталь40Х
Материал гайки – СЧ18
1.2. Расчеты деталей винтового домкрата
1.2. Из условия износостойкости резьбовой пары грузового винта
, (1.1)
где F - расчетная нагрузка на винт (грузоподъемность), Н;
d2 - средний диаметр резьбы, мм;
h - рабочая высота профиля резьбы;
ZГ - число витков резьбы в гайке;
[q] - допускаемое давление в резьбе, МПа.
Введя обозначения 
- коэффициент высоты гайки, 
- коэффициент высо-
ты резьбы, определяем средний диаметр резьбы d2, мм:
(1.2)
Принимаем значение коэффициента высоты гайки 
, значение коэффициента высо-
ты резьбы для упорной 
Назначаем допускаемое давление для незакаленной стали
по чугуну [q] = 8 МПа.
Подставляя принятые числовые значения в формулу (1.2.) получаем:
мм.
В соответствии с ГОСТ 10177-82 принимаем резьбу ТР 32х6, для которой d2 = 29,0 мм,
d1 =32 мм, d1' = 26 мм.
1.2.2. Высота гайки
. (1.3)
Подставляя числовые значения в формулу (1.3), получаем:
мм, принимаем 
50 мм.
Количество витков резьбы в гайке:
. (1.4)
Подставляя числовые значения в формулу (1.4), получаем:
мм.
1.2.3. Угол подъема винтовой линии
. (1.5)
Подставляя числовые значения в формулу (1.5), получаем:
.
Приведенный угол трения
, (1.6)
где д - угол наклона рабочей стороны профиля резьбы.
Для упорной резьбы 
. Коэффициент трения скольжения f при стальном винте и
чугунной гайке со смазкой примем f=0,10.
.
г < ц - => условие самоторможения выполняется, так как 3,77 ̊< 5,88 ̊.
1.2.5. Коэффициент полезного действия винта при подъеме груза
. (1.7)
Подставляя числовые значения в формулу (1.7), получаем:
.
1.2.6. Размеры гайки. Из условия прочности при растяжении (сжатии)
(1.8)
определяем наружный диаметр гайки D, мм
. (1.9)
где 
- допускаемое напряжение при растяжении (сжатии); для бронзовых гаек -
Мпа; для чугунных - 
Мпа. Принимаем 
МПа.
Подставляя числовые значения в формулу (1.9), получаем:
мм.
Исходя из Ra40 ГОСТ 6636-69 принимаем D = 40 мм.
Рисунок - 2. Расчетные схемы гайки и головки винта домкрат
1.2.7. Проверка винта на устойчивость.
Момент инерции сечения винта J, мм4
. (1.14)
Подставляя числовые значения в формулу (1.14), получаем:
мм
Радиус инерции винта i, мм
, (1.15)
где 
- площадь поперечного сечения винта.
Подставляя числовые значения в формулу (1.15), получаем:
мм.
Гибкость винта л
, (1.16)
где 
- длина винта (высота подъема), мм; 
- коэффициент приведения длины, принимаем 
.
Подставляя числовые значения в формулу (1.16), получаем:
.
Так как 
расчет на прочность проводить не нужно.
1.2.8. Крутящий момент Т, прилагаемый к винту и необходимый для подъема груза:
, (1.20)
где 
- момент трения в резьбе, Н*мм.
, (1.21)
Подставляя числовые значения в формулы (1.21) и (1.22), получаем:
Н
мм,
Подставляя числовые значения в формулу (1.20), получаем:
Н
мм.
1.2.9. Длина рукоятки 
, мм, определяется из условия физических возможностей рабочего
на преодоление момента Т
, (1.23)
где 
Н - усилие, прилагаемое рабочим.
Подставляя числовые значения в формулу (1.23), получаем:
мм.
1.2.10. Из условия прочности на изгиб
; 
; 
,
определяем диаметр рукоятки dp, мм:
, (1.24)
где 
МПа - допускаемое напряжение изгиба. Принимаем 
МПа.
Подставляя числовые значения в формулу (1.24), получаем:
17,97 мм.
