Расчет деталей тормозной рычажной передачи

РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ

  В расчёте определяется напряженное состояние деталей тормозной рычажной передачи в соответствии с [вы], [вы].

1.  Расчетные данные.

Диаметр тормозного цилиндра                                       D=0,356м;

Давление в тормозном цилиндре                                   Р_Ц=0,45Мпа

КПД рычажной передачи                                                ή_пер=1

Рисунок 1- Схема тормозной рычажной передачи.

2.  Определение усилий.

Максимальное усилие на штоке поршня тормозного цилиндра определяется по формуле:

где, Р_Ц – максимальное расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре;

        D -  диаметр тормозного цилиндра. 

Усилие на тяге Т₁;

Усилие на затяжке вертикальных рычагов Т₂;

Усилие на серьге мертвой точки Т₃

Р_Т3=31,13кН

3. Определение напряжений

3.1 Рычаг вертикальный

    Материал: сталь 09Г2-св-12  ГОСТ 19281-89

Рисунок 2 Расчетная схема и сечение рычага вертикального

Момент сопротивления сечения А-А

где t,H,d₁ - размеры на схеме.

Изгибающий момент сечения А-А

где, P_T1 – сила действующая на рычаг вертикальный  

        b –размер показанный на рисунке2

 Напряжения изгиба

Допускаемые напряжения МПа

1.1.1  Проушины рычага

Рисунок 3 Проушины рычага

Напряжение смятия

где  Р - усилие на проушину,

        d - диаметр отверстия,

        t – толщина проушины.

МПа

МПа

Допускаемые напряжения  МПа

Напряжения среза

где, Р - усилие на проушину,

        t – толщина проушины,

        h – высота перемычки по линии среза.

где, R – радиус наружного очертания,

        d – диаметр отверстия  проушины.

МПа

МПа

Допускаемые напряжения  МПа

Напряжение изгиба

где P- усилие на проушину,

      d - диаметр отверстия,

       t - толщина проушины,

       R - радиус наружного очертания проушины, 

МПа

МПа

Допускаемые напряжения МПа

1.2 Затяжка вертикальных рычагов материал 09Г2 ГОСТ 19281-89

      

Рисунок 4 Серьга мертвой точки

Затяжка вертикальных рычагов рассчитывается на сжатие и изгиб по формуле.  

,

где M – максимальный расчетный  изгибающий момент,

       F  – максимальная сжимающая сила,

       W – момент сопротивления,

       - коэффициент продольного изгиба.

Значение определяется в функции наибольшей гибкости стержня по данным [2]

Гибкость стержня определяется по формуле

                 

,

где l - расчётная длинна стержня,

       I - момент инерции сечения,         

       F - площадь сечения,

       - коэффициент приведения длины стержня.

 м⁴

 м²

М=10^{3 .} 77,82^. 0,4 ^.10^-2=311,3  Нм

 см³

Напряжение в стержне

 МПа

Допускаемые напряжения    МПа

Головка затяжки

Напряжение смятия

где P- усилие на проушину,

      d - диаметр отверстия,

            t - толщина проушины.

МПа

Допускаемое напряжение смятия  МПа

1.3 Серьга мертвой точки

Материал 295 09Г2-12 ГОСТ19281-89

Рисунок 5 Серьга мертвой точки

Напряжение в расчетном сечении определяется по формуле

,

где M – максимальный расчетный  изгибающий момент,

       F  – площадь сечения,

       W – момент сопротивления,

       - коэффициент продольного изгиба.

F = 2.4 ^. 1,2+0,7 ^. 3,5+4 ^. 0,215 ^. 1² =8 см²

МПа

Допускаемые напряжения МПа

Проушины серьги

где Р - усилие на проушину,

        d - диаметр отверстия,

        t – толщина проушины.

МПа

Допускаемые напряжения МПа

Напряжения сжатия

 МПа

Допускаемые напряжения МПа

1.4 Державка мертвой точки

Материал:отливка 15Л   ГОСТ 977-75

Рисунок 6  Державка мертвой точки

Напряжение в расчетном сечении А-А определяется по формуле

где Р – усилие на державку,

       F - площадь сечения,

       W – момент сопротивления сечения изгибу,

        l – расстояние между центром тяжести сечения и направлением действия сил.

F=2 ^. 5.5 ^. 1.6=17,6 см²

см²

 МПа

Допускаемые напряжения МПа

1.  Определение напряжений в осях тормозной передачи

      Гладкие оси шарнирных соединений рычажной передачи рассчитываются на изгиб по формуле

где Р – расчетная нагрузка на ось,

       d – диаметр оси,

        a – длина поверхности, передающей нагрузку,

         b – расстояние между серединами опор

Рисунок 7 Схема нагружения оси

2.1 Ось В₁, материал сталь 5сп ГОСТ 380-71

Р=31,13кН       

d=30 мм

b=42 мм

a=25 мм    

 МПа

Допускаемые напряжения МПа

2.2 Ось В₂, материал сталь 5сп ГОСТ 380-71

Р=108,95 кН

d=40 мм

b=42 мм

a=25 мм    

МПа

Допускаемые напряжения МПа

2.3 Ось В₁, материал сталь 5сп ГОСТ 380-71

Р=31,13 кН      

d=30 мм

b=44 мм

a=24 мм    

МПа

Допускаемые напряжения МПа

2.  Вывод

      Напряженное состояние деталей тормозной рычажной передачи удовлетворяет требованиям [вв]