Lihtsad tõstemehhanismid. Tungraud (1)

8.10.2012 Vello Lääts TA MAG. II 080387
TÕSTE- JA EDASTUSMASINAD TE. 0255
Lihtsad tõstemehhanismid Var. 6
Töö eesmärk: Konstrueerida kruvitungraud tõstevõimega P (kN) ja tõstekõrgusega l (m). Spindel on valmistatud terasest 35 ja mutter malmist C4 18-36. Käepidemele rakendatav jõud on R = 0,2 kN. Lähteandmed:
P := 5kN
lk := 0.4m = 400 mm Rk := 200N
Lahenduskäik:
1. Võtame spindli materjaliks terase 35. Lubatud survepinge selle materjali jaoks on [ s] = 70 MPa. s := 70MPa Po 2. Spindli tugevustingimus survele on s = s 2 d1 4 kus Po on arvutuslik koormus, Po := 1.3P
Seega keerme siseläbimõõt avaldub
4 1.3P 2.1. d1 s 4 1.3 P d1 := = 0.011 m kus 0.011m = 11 mm s
3. Valime trapetskeerme, vastavalt standardile (vt. tab. 59 lk 57) saame:
keerme siseläbimõõt d1 := 10.5mm keerme keskmine läbimõõt dk := 12.5mm keerme välisläbimõõt do := 14mm
1 8.10.2012 Vello Lääts TA MAG. II 080387
keerme samm ssamm := 3mm keerme profiili tipunurk := 11°
4. Keere peab olema isepidurdav, selleks peab keerme tõusunurk olema väiksem materjalide paari hõõrdenurgast.
arctan 6 = 7°46' tan ( ) = do 14 := 7.46deg
5. Redutseeritud hõõrdenurk on arvutatav järgmiselt:
f 0.15 ' = arctanf'' = arctan = arctan = 8°34' cos cos ( 5.5) 2 ' := 8.34deg f f'' = cos 2 Kehtib tingimus 6. Kuna spindel töötab survele ja omab küllaltki suurt pikkust, siis tuleb spindlit kontrollida stabiilsusele (s.o nõtkele).
4P = s 2 d1
kus on lubatud pinge vähendamistegur, mis leitakse vastavalt spindli saledusele (vt. tab. 60 lk 58).
6.1. Leiame spindli saleduse:
l = i sõltub spindli otste kinnitusviisist. Arvestades lõtkude olemasolu, võib võtta sarniirse kinnituse, mille puhul := 1 .
6.1.1. Ümmarguse ristlõike inertsiraadius avaldub järgmiselt:
2 8.10.2012 Vello Lääts TA MAG. II 080387
4 d1 J 64 d1 i= = = F 2 4 d1 4
Seega spindli saledus avaldub kujul:
1 400 4 10.5 := = 1.524 100
Vastavalt tab.60 interpoleerides saame := 0.32 ; s = 0.32 70 = 22.4MPa
7. Järgmisena leiame spindlis esineva survepinge:
4 P sp := = 57.743 MPa 2 d1 22.4) , järelikult nõtkeoht säilib.
8. Mutri materjaliks võtame hallmalmi C4 18-36, mille lubatud muljumispinge ( erisurve ) saame tabelist 61 lk 58.
Võtame m = 7MPa, siis keermeniitide arv mutris on:
m := 7MPa
4 P z := = 10.6 zkn := 11 do - d1 m 2 2 9. Mutri vajalik kõrgus avaldub järgmiselt:
Hm := zkn ssamm = 33 mm
Võtame Hmut := 35mm
3 8.10.2012 Vello Lääts TA MAG. II 080387
10. Leiame mutri välisläbimõõdu D tõmbetugevuse tingimusest:
b 180 t = = = 72MPa t := 72MPa n 2.5
4 P 2 D := + do = 16.865 mm t
Võtame Dmut := 20mm
11. Võtame [m] = 7 MPa, leiame mutri ääriku läbimõõdu muljumistugevusest:
4 P 2 D1 := + Dmut = 36.186 mm m
Võtame D1.1 := 37mm
12. Leiame mutri ääriku kõrguse h lõiketugevuse tingimusest. Lubatud lõikepinge malmile on = 0.15 b kus b = 160MPa , seega = 0.15 160 = 24MPa
:= 24MPa
P