Разработка конструкции стенда, предназначенного для испытания коробок передач автомобиля КамАЗ и др. под нагрузкой, страница 2

 Наружный диаметр резьбы 16 мм, внутренний диаметр резьбы d₁=13.836, шаг резьбы 1.25 мм, угол подъема резьбы β=3°12^′, средний диаметр резьбы d=14.918 мм.

Для материала болта (Ст20) предел текучести σ =250мПа=25кг/м².

Осевая сила F_э при которой напряжение в стержне болта достигают предела текучести определяется по формуле:

,                                                (12)

 кН.

Определим вращающий момент

                                             (13)

                           (14)

                                            (15)

Н×м

 Определим силу R,которую необходимо приложить к рукоятке ключа определяется по формуле:

 Н.                  (16)

6 Расчет сварного кронштейна крепления коробки.

В данном случае расчет ведется по условной методике, геометрически суммируя напряжение от изгиба и растяжения с напряжением от поперечной силы.

                                           (17)

где - напряжение в сварном шве;

- напряжение от момента;

- напряжение от силы Q.

                                                    (18)

где М – момент действующий на сварочный шов, Н/м²,

W_С – момент сопротивления сварного шва, м³.

                                                (19)

,                                                     (20)

где F_С – площадь сварного шва, м³.

,                                       (21)

где k – катет шва, м;

η – длинна шва, м.

 м³

Н/м²

 Н/м²

 Н/м²

При расчете швов на переменную нагрузку вводят коэффициент g снижения допускаемого напряжения:

                                            (22)

где Q_min – наименьшее по абсолютной величине усилие, Н;

Q_max – наибольшее по абсолютной величине усилие, Н;

                         (23)

,                               (24)

где - предел прочности, Н/м²;

k – коэффициент запаса прочности, k = 3.

 Н/м².

Делаем вывод, что выбранный шов вполне удовлетворяет по своим прочностным показателям.

7 Проверка гайки на самоторможение

Для проверки гайки на самоторможение определим угол подъема винтовой линии и угол трения.

Угол подъема резьбы:                               

Угол трения:                                                      (25)

Вывод: Условие самоторможения обеспечивается (j₁>b).

8 Расчет числа витков гайки

Определим число витков гайки – сталь 35 [d] см = 80 × 10² МПа.

                 (26)

Высота гайки:

мм                                  (27)

9 Расчет момента трения

Момент трения в резьбе и на торце гайки, т.е. момент, необходимый для вращения гайки:

                  (28)

10 Расчет рукоятки

Определяем необходимую длину рукоятки рычага управления сцепления при приложении к ней силы R = 200 Н.

м                                       (29)

11 Расчет диаметра рукоятки

Определяем диаметр рукоятки круглого сечения из условия прочности на изгиб.

[d]_и = 1200 × 10² кПа (ст. 3)

мм=0,024м                 (30)

Находим КПД винтовой пары:

%               (31)

12 Расчет рамы

Площадь и момент инерции поперечного сечения одного швеллера №24 соответственно равны F=30,6 см² и J_y=208 см⁴. Для всего сечения

F=230,6=61,2 см²=0,0612м²

и

Минимальный радиус инерции

                 (32)

Коэффициент длинны для составного стержня с решеткой из распорок определяется по формуле :

                        (33)

где J– момент инерции всего сечения относительно оси y₀ J=J_y0;

F_р– площади поперечного сечения распорки F_р=9,42 см² =0,000942м²;

l– длинна стержня l=700 см=7м;

Приведенная гибкость стержня

                          (34)

Коэффициент снижения допускаемого напряжения φ=0,821.

Допускаемая нагрузка равна:

[Р]=φ×[σ]×F=0,21×1600×61,2=80400кг≈Р=80000кг=800кН                 (35)

Проверка прочности . Площадь поперечного сечения стержня ослаблена 6 отверстиями под болты диаметром 2см