Винтовые механизмы. Натяжное устройство транспортера.

Рассчитан винтовой механизм натяжения транспортера. ...

Проведен анализ натяжных устройств. Выбран тип резьбы и материалов винтовой пары. Выбрана конструкция пяты. Рассчитана прочность винта. Рассчитаны параметры передачи.

Рассчитать винтовой механизм натяжения транспортера и определить размеры винтовой передачи.

Определим угол подъема винтовой линииРезультаты расчета коэффициента запаса самоторможения запишем в таблицу 1.2 с параметрами резьбы (см. расчет на износостойкость).Таблица 1.2№Шаг резьбы PНаружный диаметрdСредний диаметрd2Внутр. диаметр d1Число витков гайки zПриве-денный угол трения Угол подъема винтовой линии Коэф. запаса самотор-можения kс132422,0520,75213,492,465,48234Для правильности выбора резьбы, необходимо проверить число витков гайки z:.Количество витков гайки z должно быть 6…12, оптимальное количество – 8…10. Если число витков z не попадает в указанный диапазон, то следует изменить коэффициент высоты гайки и снова провести расчет на износостойкость (п. 3.2) [1].Определим количество витков гайки:.Полученное значение количества витков гайки находится в указанных пределах.3. Выбор конструкции пятыРассмотрим конструкцию пяты винтового натяжного устройства транспортера. Под пятой подразумеваем опорную поверхность, к которой прикладывается осевое усилие Q со стороны ползуна. При вращении винта ползун остается неподвижным, поэтому на опорной поверхности пяты возникает трение, для уменьшения которого применяют смазку. Рис.2 Конструкция кольцевой пяты натяжного устройства транспортераВинт будет установлен в отверстии ползуна хвостовым участком винта. Диаметр хвостового участка винта можно принять , где d – наружный диаметр винта. Определим его значение =0,6•24=14 мм.Примем диаметр хвостового участка винта = 14 мм.Диаметр находится из условия износостойкости трущихся деталей:, (2)где = 25…40 МПа – допускаемое давление на поверхности пяты. Определим по формуле (2) мм.Определим высоту выступа на ползуне можно принять , Принимаем высоту выступа 21 мм.Момент трения на торцевой поверхности ползуна будет равен:, (3)где = 0,10…0,12 – коэффициент трения стальной торцевой поверхности ползуна о стальной винт. Рассчитаем по зависимости (3) момент трения3. Расчет прочности винтаПроверка на прочность винта выполняется по условию прочности на одновременное действие растяжения и кручения. Для этого строятся эпюры растягивающих сил N, крутящих моментов Mкр, напряжений растяжения , кручения и эквивалентных напряжений . Определим конструкцию винта и его размеры.Определим длину винта Lв=S+H+Hг+2•hп=15+300+38+2•21= 395 мм.Для построения расчетной схемы к винту прикладываются нагрузки, винт разбивается на участки, границами которых являются точки приложения нагрузки и границы сечений винта. Пронумеруем участки винта. Рис. 4 Размеры винтаПостроим эпюры моментов и приложим его на головки винта. Момент трения в резьбе распределен по высоте гайки, хотя для упрощения на схеме, его показывают в виде сосредоточенного момента. Величина определяется по формуле:.Подставим значения и определим.Расчет на прочность каждого участка ведется по эквивалентному напряжению (по энергетической теории прочности):,где ; ; – осевое усилие, действующее на винт;– момент, скручивающий винт; – диаметр рассматриваемого сечения винта; – площадь поперечного сечения винта; – полярный момент сопротивления поперечного сечения винта.Допускаемое напряжение выбирают:,где – предел текучести материала винта, для стали 45 предел текучести =350 МПа; – коэффициент запаса прочности винта, для винтовых механизмов рекомендуется принять =3. Определим допускаемое напряжениеРаспределим винт на участки. 1, 2 –участок, винт с гайкой;3- участок, диаметр шейки винта;4 – участок, диаметр пяты. Рис.5 Эпюры к расчету прочности винтаГеометрические характеристики участков:1, 2- участки, dвг=24мм.3- участок, dп=14 мм.;4 - участок, Dп=21мм..Определим напряжения, действующие в сечении винта, и рассчитаем на прочность по эквивалентным напряжениям.1-2 участок, .3- участок .4- участок .Определим эквивалентные напряжения на каждом участке винта.1,2 -участок, ,=116,6 МПа.3 - участок, ,=116,6 МПа.4- участок, , =116,6 МПа.На всех участках условие прочности соблюдается.Расчет параметров передачиКоэффициент полезного действия передачи:.Момент на ключе для регулировки натяжения:Н∙мм.Расчетная длина рукоятки ключа: ,где Fр = 200 Н – усилие на рукоятке ключа. Принимаем Lр = 150 мм.Передаточное число передачи винт-гайка:.Выигрыш в силе:.5.