Конструирование защитного механизма устройства РП-2К (Специальная часть дипломного проекта), страница 4

Определение ширины косынки в сечении с наибольшим изгибающим момен­том (рис. 2.16).

                                      Рис. 2.16. Опасное сечение косынки

    Условие для подбора сечения имеет вид:

    а момент сопротивления прямоугольного сечения при изгибе определяется по

     формуле:

    для определения ширины косынки выражаем h:

      ,      16-М'       (б-0,756-10^    ,, „_о

      h>   —f—,=,----------------=61,48 мм

          l(b-[<jj     V      6-200

.Вследствие расчета приняли ширину косынки в данном сечении равной

   64мм.

                                         2.8. Расчет пружины

Пружина работает на кручение и необходима для удержания штанги в верхнем положении до прижатия механизма болтом к штоку (рис.2.17). Пружина после

     срабатывания должна принимать первоначальное состояние.

Внешний момент принимаем исходя из веса механизма (состоит из винта 1, пластины упорной 2, штанги 3, стопора 6 и направляющей стопора 15) Р_ш = ЮН, а так же плеча равного 26 мм:

Рис. 2.17. Схема нагрузок в пружине.

М = Р_ш-а = 10-26 - 260 Н-мм.

При нагружении пружины в каждом ее сечении действует момент М, равный внешнем}' моменту, закручивающему пружину. Вектор этого момента направ­лен вдоль оси пружины. Этот момент раскладывается на момент, изгибающий виток, Ми ⁼ M'Coso: и крутящий момент Т = Msinct

В связи с тем, что в пружинах кручения так же, как и в пружинах растяжения и сжатия, угол подъема витков обычно о; = 12... 15°, допустимо вести расчет вит­ков только на изгиб моментом Ми ~М и пренебречь кручением. Наибольшее напряжение изгиба витков, имеющее место на внутренней поверхности, k-М    г 1 w_H

где к - коэффициент, учитывающий кривизну витков; W_H - момент сопротивления сечения витка на изгиб. _ы4с-1_=±2_,

4с-4    4-7-4

где с - индекс пружины; с = D/d = 14/2 = 7. Для пружины выбираем сталь 40ХФА, [т]_к - 375МПа. Допускаемое напряжение при изгибе для пружин, [а]_и = 1,25-[т]_к - 1,25-375 = 469 МПа. Диаметр проволоки для пружин с круглым сечением витков,

d = 2,16-3 Iff =2,16. э|п2ЁМ ₌ 1,85мм, \ [о]_и            \     469

принимаем d = 2мм.

Угол закручивания пружины (рад) может быть определен как угол взаимного упругого наклона концевых сечений бруса длиной L, равной суммарной длине витков пружины, под действием чистого изгиба моментом М:

M-L_M-7t-D-i "IT""      iTj      ' где     J     -      осевой      момент      инерции      сечения      витка     пружины,

64          64

Е - модуль упругости материала пружины, Е = 2,1 -кУПа.

Примем 9 = 15° = 0,2625 рад.

Отсюда

■ - Q-E-^J _ 0,2625-2,Ы0⁵-0,785 _

^M-tc-D"        260-3,14-14        ~  '

Принимаем i = 4,25 витка.

Характеристики принятой пружины в результате расчетов приведены в табл.

2.1.

                                                                                                       Таблица 2.1

]

Характеристики пружины

Материал                                                          Сталь 40ХФА Диаметр пружины внешний                                                   16 мм Диаметр пружины внутренний                                                12 мм Диаметр прутка пружины                                                     2 мм Угол предварительного закручивания                                             15° Количество витков                                                           4,25

2.9. Расчет штанги на устойчивость

Штанга предназначена для взаимодействия со штоком крепи.

Штанга не должна деформироваться, т.к. она опускается в направляющей, что может привести к заклиниванию. На рис. 2.18. указываем основные силы и реакции возникаю­щие в штанге при ее опускании:

F'yp - сила трения одного стопора возникающая от реакции N'_B;

Р' - сила необходимая на преодоление силы F'jp и усилие закручивания пружины.