Конструкторская разработка. Анализ известных конструкций и обоснование предлагаемого варианта конструкции, страница 2

Вдоль направляющей 1 может перемещаться  ползун 3, занимая любое удобное для работы положение. Рейка 4 перемещается относительно ползуна в направлении, перпендикулярном оси направляющей. Для фиксации рейки в ползуне служит стопорный винт 5. на конце рейки – поворотная гайка 10 с винтом 6, которая крепится к рейке болтом 9 и гайкой 7, причём зафиксировать поворотную гайку в удобном положении (их два) относительно рейки можно стопорным винтом 8, завёрнутым в соответствующее резьбовое отверстие рейки.

Подобная конструкция позволяет установить (сориентировать) винт 6 так, чтобы его ось совпадала с осью нужного клапана. Заворачивая винт, через упор 11 сжимают пружины клапана, чтобы освободить клапанные сухарики. Клапан можно придерживать рукой.

Рейки 4, предлагается изготовить различной длинны – 300 и 405 мм.

3.3. Конструкторские расчёты

§ Расчет сварного шва.

Расчет сварного шва, соединяющего несущую пластину с пластиной цапфы, на растяжение.

Рисунок 3.3 - Стыковое сварное соединение

Условие прочности сварного шва при растяжении [2]:

                                                                                        (3.1)

где   F_p - сила растяжения, Н (F_p = 520 H);

А – площадь пластины, см²:

, где     - ширина свариваемой детали, см;

 - толщина свариваемой детали, см.

 см².

 - допускаемое напряжение растяжения для основного метала (материал сталь 2) сварных конструкций, =1600 [2];

 допускаемое напряжение растяжения в сварных швах при сварке электродом Э42,

Допускаемая нагрузка [2]:

                                                                                              (3.2)

.

Проверочный расчет:

                                                                                                (3.3)

.

Условие выполняется.

§ Расчет сварного шва на изгиб

Рисунок 3.4 - Стыковое сварное соединение

Условие прочности сварного шва при изгибе

                                                                                       (3.4)

где    М – изгибающий момент;

W – момент сопротивления шва свариваемой детали.

 – допускаемое напряжение изгиба для основного металла (материал ст.2) сварных конструкций =1600 кг/см² [2];

 допускаемое напряжение изгиба в сварных швах при сварке электродом Э42,

Допускаемый изгибающий момент [2]:

                                                                                            (3.5)

                                                                                             (3.6)

 24 см.

 24 ∙ 1440 = 34560 кг ∙ см

Проверочный расчёт:

                                                                                               (3.7)

Условие выполняется.

Расчёт резьбовых соединений

§ Расчёт стопорного винта на срез.

Условие прочности винта [2]:

                                                                                      (3.8)

где  - поперечная нагрузка в кг;

 - площадь поперечного сечения винта в см².

                                                                                        (3.9)

где    – диаметр стержня винта, = 1,0 см;

см

Допустимое напряжение среза (материал сталь 10):

          = 0,2 ∙ ,                                                                                     (3.10)

где     – предел текучести,  = 2000 кг/см [2].

 = 0,2 ∙ = 0,2 ∙ 2000 = 400 кг/см.

Допустимая поперечная нагрузка:

                                                                                        (3.11)

Проверочный расчёт:

                                                                                     (3.12)

Условие выполняется.

·  Расчёт винта для приспособления демонтажа клапанов (резьба трапециидальная).

Рисунок 3.5 – Резьбовое соединение винт – гайка

  Условия прочности резьбы винта [2]:

                                                                                   (3.13)

где     – поперечная нагрузка в кг;

D– внутренний диаметр резьбы винта; k = 0,65 – коэффициент полноты резьбы, D = 1,0 см (для трапециидальной [2];

P – шаг резьбы, P = 0,3 см;

z – число витков резьбы в зацеплении, z = 10.

Напряжение среза в резьбе винта [2]:

 – допускаемое напряжение среза, = 0,2 ·  = 0,2 · 2400 = 480 кг/см²  (материал сталь 2 [2]). 

 – предел текучести,  = 2400 (кг/см²) [2].

Допускаемое условие среза:

                                                                                   (3.14)

 (кг)

Проверочный расчёт:

                                                                           (3.15)

        

Условие выполняется.

Условия прочности резьбы гайки [2]:

                                                                            (3.16)

где  – поперечная нагрузка в кг;  d– внутренний диаметр резьбы гайки,d = 1,4 см; К - коэффициент полноты резьбы (для трапециидальной К = 0,65 30 [2]; Р – шаг резьбы, Р = 0,3 см; z – число витков резьбы в зацеплении, z = 11.

Напряжение среза в резьбе гайки [2]:

= 0,2 ·  = 0,2 · 2400 = 480 (кг/см²) – допускаемое напряжение среза (материал сталь 2).

 – предел текучести,  = 2400кг/см² [2].

Допускаемое условие среза [2]:

                                                                           (3.17)

 

Проверочный расчёт:

                                                                           (3.18)

        

 Условие выполняется.