MECH 344 Problem Set 5-Chapter 10_Power Screws and
Fasteners-Selected Problems Concordia University
SOLUTION (10.1)
Known: A special C-clamp uses a 0.5-inch diameter Acme thread and a collar of
0.625-inch effective mean diameter.
Find: Estimate the force required at the end of a 5-in. handle to develop a 200 lb
clamping force.
Schematic and Given Data:
1/2 in. Acme thread
dc = 5/8 in.
6 in.
Assumptions:
1. Coefficients of running friction are estimated as 0.15 for both the collar and
thescrew.
2. The screw has a single thread.
Analysis:
1. From section 10.3.1, and considering that service conditions may be conducive
torelatively high friction, estimate f = f c 0.15 (for running friction).
2. From Table 10.3, p = 0.1 in., and with a single thread, L = 0.1 in.
3. From Fig. 10.4(a),
p
= 14.5o and dm = d = 0.5 0.05 = 0.45 in.
2
10-1
,4. From Eq. (10.1),
= tan-1 L = tan-1 0. 1 = 4.05o
dm (0. 45)
5. From Eq. (10.6),
-1 -1 o o
n = tan (tan cos ) = tan (tan 14.5 cos 4.05 )
= 14.47o
(Note: with 4o, it is obvious that n≈ and well within the accuracy of
assumed friction coefficients)
10-2
,6. From Eq. (10.4),
f dm Lcos n
T = Wdm + Wf c dc
2 dmcos n f L 2
(150)(0.45) (0 15) (0. 45) 0. 1(cos 14. 47˚) (150)(0.15)(0.625)
T=
2 (0. 45)(cos 14. 47˚) (0. 15)(0. 1) 2
T = 7.70 7.03 = 14.73 lb in. Use T 15 lb in.
At the end of a 6-in. handle, the clamping force required 15/6 = 2.5 lb ■
SOLUTION (10.2)
Known: A double-threaded Acme screw of known major diameter is used in a jack
having a plain thrust collar of known mean diameter. Coefficients of running friction
are estimated as 0.09 for the collar and 0.12 for the screw.
Find:
(a) Determine the pitch, lead, thread depth, mean pitch diameter, and helix angle
ofthe screw.
(b) Estimate the starting torque for raising and for lowering a 4000 N load.
(c) If the screw is lifting a 4000 N load, determine the efficiency of the jack.
Schematic and Given Data:
Double-threaded Acme
Load screw
4,000 N d = 1 in.
dc = 50 mm
fc = 0.09
f
f = 0.12
fc
dm
dc
Assumptions:
1. The starting friction is about 1/3 higher than running friction.
2. The screw is not exposed to vibration.
Analysis:
1. From Table 10.3, there are 5 threads per inch.
p = 1/5 = 0.2 in. = 0.0051 m ■
Because of the double-threaded screw,
L = 2p = 0.4 in. = 0.0102 m ■
10-3
, 2. From Fig. 10.4a,
Threaded depth = 0.5p = 0.10 in. = 0.00254 m ■
dm = d 0.5p = 0.90 in. = 0.02286 m ■
3. From Eq. (10.1),
= tan 1 L 0. 4
= tan 1 = 8. 05o ■
dm 0. 90
4. For starting, increase the coefficient of friction by 1/3:
f c = 0.12, f = 0.16
From Eq. (10.6),
-1 -1 o o
n = tan (tan cos ) = tan (tan 14.5 cos 8.05 )
= 14.36o
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper smartzone. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €13,14. Je zit daarna nergens aan vast.
