Р = 0,2×[(12,5 + 8)2 × 8] – 3 = 6,69 кН
Р = 0,2×[(12,5 + 8)2 × 8] – 39,53 = 6,32 кН
68
5.3 Расчет резьбовых соединений на прочность приспособления для выпрессовки гильз.
В данном устройстве имеются только крепежные резь- бовые соединения, самым опасным соединением является соединение шпильки с тягой, так как здесь кроме рабочего усилия устройства действует сила затяжки гайки на шпиль- ке.
Основным видом разрушения крепежных резьб является срез витков. В соответствии с этими основными критериями работоспособности и расчета крепежных резьб является прочность, связанная с напряжениями среза τ.
Условие прочности резьбы по напряжениям среза запи- шется для винта, так как материалы винта с гайкой одина- ковые, а в этом случае рассчитывают только резьбу винта [15].
τ = F/πd1Hkkm ≤ [τ], (5.4)
где Н – высота гайки, мм;
F – осевая сила на винт, Н;
k – коэффициент полноты резьбы, k = 0,87 для
треугольной резьбы [15];
km – коэффициент нагрузки по виткам резьбы,
km = 0.6…0,7 [15].
Сила осевая на винте F(кН) определяется по формуле
F = Fp + Fзат, (5.5)
где Fp – рабочее усилие на шпильке, кН;
Fзат – осевая сила возникающая от затяжки гайки, кН.
Рабочее усилие на шпильке определится
Fp = P/2 = 6,69/2 = 3,35 кН.
69
Fзат = Рр×L/(
[tg(ψ + j1) + £т
), (5.6)
где Рр – усилие рабочего на ключе, Рр = 200 Н [15];
L – плечо затяжки, мм, L = 15d = 15×10 = 150 мм;
d2 – средний диаметр резьбы, d2 = 9,19 мм [15];
ψ – угол подъема резьбы,
ψ = arctg(P/πd2), (5.7)
где Р – шаг резьбы, Р = 1,25 мм [15], тогда
ψ = arctg(1,25/3,14×9,19) = 2,48 0;
j1 – приведенный угол трения в резьбе,
j1 = 1,15j , (5.8)
j = arctg£пр , (5.9)
где £пр – коэффициент трения в резьбе, £пр = 0,16 [15],
тогда
j = arctg 0,16 = 9,09 ,
j1 = 1,15 × 9,09 = 10,45;
£т – коэффициент трения на опорной поверхности гайки,
£т = 0,18 [15];
dср = (D1 + dотв)/2 , (5.10)
где D1 – наружный диаметр опорного торца гайки, мм;
dотв – диаметр отверстия под шпильку, мм , тогда
dср = (17 + 17)/2 = 17 мм,
70
Fзат = 200×150/
[tg(2,48 + 10,45) + 0,18
] = 11,6 кН ,
F = 3,35 + 11,6 = 14,9 кН ,
τ = 
× 8,64 × 9 × 0,87 × 0,65 = 107,9
МПа .
[τ] = ζт/[S] , (5.11)
где [S] – нормативный коэффициент запаса прочности,
[S] = 2,5 [15];
ζт – предел текучести, для стали 45 ζт = 360 МПа,
тогда
[τ] = 360/2,5 = 144 МПа
τ = 107,9 МПа < [τ] = 144 МПа , следовательно прочность резьбы обеспечена.
5.4 Расчет сварных соединений приспособления для выпрессовки гильз.
В конструкции предусмотрено восемь фланговых швов и восемь лобовых швов одинаковой длины и одинаковыми катетами шва, в связи с этим мезтодика расчета и результа- ты вычислений будут одинаковыми.
Приведем пример расчета фланговых швов.
В практике длину фланговых швов ограничивают усло- вием L≤ 50 к, где к – катет шва. Длина швов L = 22 мм.
Расчет таких швов приближенно выполняют по сред- нему напряжению, а условие прочности записывают в виде
τ = Р/8l×0,7k ≤ [τ] , (5.12)
71
где 0,7k – толщина шва в сечении по биссектрисе, мм ,
принимаем k = 3, тогда получим
τ = 6690/ 8×22×0,7×3 = 18,10 МПа ,
[τ] = 0,6 [ζ]p , для электродов Э – 42
[ζ]p = ζт/S , (5.13)
где S – запас прочности для металлических конструкций,
S = 1,4 [15];
ζт – предел текучести, ζт = 240 МПа для стали 20
[15], тогда
[ζ]p = 240/1,4 = 171,4 МПа ,
[τ] = 0,6×171,4 = 102,8 МПа ,
τ = 18,1 МПа < [τ] = 102,8 МПа , следовательно проч- ность сварных швов обеспечена.
5.5 Расчет захвата приспособления для выпрессовки гильз.
На чертеже съемника (МГИУ 002.00.00.00 В.0) захват- ное устройство изображено в наиболее опасном положении, т.е. при работе с гильзой максимального диаметра (КамАЗ), настройка устройства на работу с гильзами меньших диа- метров производится заменой упора с соответствующими размерами.
Составляем расчетную схему захвата (рисунок 5.4)
|
|
72
Рисунок 5.4 – Расчетная схема захвата
Очевидно, что реакция гильзы Rг определяется как
Rг = Р/2 = 6,69/2 = 3,35 кН ,
Момент от силы Rг на плече а
М = Rг × а = 3,35 × 0,032 = 107,2 Н·м ,
Реакция упора Rу определится
Rу = М/c = 107,2/0,029 = 3696,6 Н
Для определения силы Rш составим уравнение моментов относительно точки y,
∑My = Rг × sin 23 × 0,030 – Rш × 0,025 = 0
Rш = 3,35 × sin 23 × 0,03 / 0,025 = 1,57 кН
73
Сила F определится по формуле
F = Rг + Rш × cos 65 – Ry × cos 65 , тогда
F = 3,35 + 1,57 × cos 65 – 3,696 × cos 65 = 1,78 кН
Результирующую силу Rp определим по теореме коси- нусов
Rp = 1,78 2 + 1,57 2 – 2 × 1,78 × 1,57 × cos 65 = 1,8 кН
В результате приведенных расчетов, можно сделать вы- вод, что самым опасным напряжением будут контактные напряжения в сопряжении захват – упор.
5.6 Расчет поверхности контакта захвата и упора
на контактную прочность приспособления для
выпрессовки гильз.
Принимаем схему контакта – сфера и плоскость. Опре- деляем наибольшие напряжения в пятне контакта по фор- муле [14]
ζmax = 0,388
,
(5.14)
где Р – сила нормального давления, Н;
Е – модуль упругости стали, Е = 2·105 МПа;
R – радиус сферы, принимаем R = 80 мм , тогда
ζmax = 0,388
=
1094,01 МПа
74
Расчетное напряжение в опасной точке внутри материа- ла по энергетической теории прочности
ζр = 0,6 ζmax (5.15)
ζp = 0,6 × 1094,01 = 656,4 МПа
Для проверки прочности в точках площадки соприкоса- ния, умножаем ζ max на коэффициент n, для нашего случая n = 0,22 .
ζp = 0,22 × 1094,01 = 240 МПа
Допускаемое напряжение [ζ]но можно определить по формуле [15]
[ζ]но = ζн lim× ZR × ZV/ Sн , (5.16)
где ζн lim – длительный предел контактной выносливос-
ти, определяемый в зависимости от термообработки
и группы материалов, МПа . Выбираем легирован-
ную сталь 15Х с цементацией, ζн lim = 1495 МПа;
ZR – коэффициент, учитывающий шероховатость со-
пряженных поверхностей (при Ra = 1,25 – 0,63 мкм
ZR = 1);
ZV – коэффициент, учитывающий влияние скорости
(при проектном расчете ZV = 1);
Sн – коэффициент запаса прочности, Sн = 1,3 при
поверхностных упрочнениях, тогда
[ζ]но = 1495 × 1 × 1 / 1,3 = 1150 МПа
ζр = 240 МПа < [ζ]но = 1150 МПа , следовательно проч-
ность в пятне контакта обеспечена.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
