Детали машин (стр. 2 из 2)
Подставляя [S] и sоп в формулу (16) получим [s]=150/3=50МПа>sэ=28МПа,
условие прочности выполняется.
Из [1] диаметр буртика гайки D3=1.25D2=1.25*35=44мм
Вероятность смятия будет исключена, если выполняется условие
. (24)Допускаемое напряжение смятия [sсм] находится по формуле (16), в которой sоп=150МПа– предел прочности чугуна СЧ15-32 на растяжение, а [S] – коэффициент запаса прочности определяемый по формуле (17), где коэффициенты [S1], [S2] и [S3] в соответствии с рекомендациями [1] для данного случая выбраны равными 1.4; 2 и 1 соответственно. Подставляя эти значения в формулу (17) получим [S]=1,4*2,1*1=3. Подставляя эти значения в формулу (16) получим [sсм]=150/3=50МПа.
Подставляя значения в (24) получим
,т.е. условие (24) выполняется.
Высота буртика гайки определяется из условия h2=0.5(D2-d)=0.5(35-22)=7мм.
В случае непаралельности опорных поверхностей буртика и корпуса возможно приложение силы Q в точке А. Условие прочности на изгиб запишется в виде
. (25)Допускаемое напряжение изгиба [sИ] находится по формуле (16) в которой sоп=320МПа– предел прочности чугуна СЧ15-32 на изгиб, а коэффициент запаса прочности [S] выбирается как при предыдущем расчете на прочность, т.е. [S]=3. Подставляя эти значения в формулу (16) получим [sИ]=320/3=107МПа.
Подставляя это значение в (25) получим
.Проворачиванию гайки в корпусе под действием момента ТР противодействует момент трения ТБ, равный
, (26)где f3=0,2 – коэффициент трения покоя между буртиком и корпусом [1]. Тогда
.Гайка не проворачивается под действием момента ТР, следовательно, достаточно посадить гайку в корпус с натягом, например (H7/p6).
8. Определение размеров и проверка стойки
Момент М действующий на стойку определяется по формуле
М=Q*a, (26)
где а=160мм – вылет поворотного кронштейна. Подставив значения а и Q=6000Н в формулу (26), получаем М=6000*160=960000Н*мм.
Если пренебречь, относительно малыми напряжениями растяжения, диаметр штыря можно найти из условия его прочности на изгиб под действием момента М
, (27)где [s] – определяется по формуле (16). Штырь изготовлен из того же материала что и винт, а последствия его разрушения такие же как и при разрушении винта, значит [s]=196МПа. Подставим полученные значения в формулу (27) и, округляя до целого в большую сторону, получим,
.Диаметр стоики, подвергающейся действию тех же нагрузок, выбирается конструктивно [1] dC=1,3*dШ=1.3*37=52мм.
Необходимую высоту штыря h находим из условия прочности рабочих поверхностей на смятие. Из [1] это условие выглядит так
(28)где [sСМ]=60МПа – максимальное допускаемое напряжение [1]. Подставляя значения в формулу (28), получим
.Основание и стойка выполняются из двух отдельных деталей и соединяются при помощи сварки. Найдем необходимый катет шва [1] по формуле
(30)где допускаемое напряжение в сварном шве [t]=0.6[sP]=0.6*140=84Н/мм2 [1] при ручной сварке электродами Э42, Э50. Подставляя значения М=960000Н*мм, dC=52мм в формулу (30) получим
.9. Определение размеров и проверка рычага
Высота опасного сечения рычага [1] hO=50мм. Ширина рычага b0=13мм.
Проверим рычаг на прочность по формуле
, (29)где [s] – выбирается как при расчете штыря на прочность и равно 196МПа; WX – момент сопротивления из [2] для прямоугольника WX=b0*h02/6=13*502/6=5416мм3. Подставляя полученные значения в формулу (30) получим
.Для ограничения вертикального перемещения рычага нарежем на штырь резьбу [1] dР=20мм с шагом РР=2,5мм. На штырь сверху одевается шайба 20 ГОСТ 18123 – 72, и гайка М20 ГОСТ 11860 – 73. Длина нарезанной части резьбы LP=15мм. Гайка застопорена шайбой 20 ГОСТ 11872 – 73, для чего в винте выполняется канавка шириной 5мм и глубиной 4мм, длина канавки 20мм.
10.Расчет резьбового соединения основания и сварочной плиты
Размеры соединения В=100мм; y=40мм.
Определим усилие затяжки болта обеспечивающее нераскрытие стыка по формуле
(31) 
где n=4 – общее число болтов; [sC]=1МПа – минимальное необходимое напряжение сжатия на стыке; АСТ=B2=10000мм2– площадь стыка; WСТ=B3/6=1003/6=166667мм3– момент сопротивления стыка. Подставим эти значения в формулу и получим 
.Внешнюю осевую нагрузку на болт найдем по формуле
. (32)Определим расчетную нагрузку на болт
QБ=QЗАТ+cQР, (33)
где c=0.25 - коэффициент внешней нагрузки. Подставим в формулу (33) значения QЗАТ=18250Н и QР=4500Н получим QБ=18250+0.25*7200=20050Н
Условие прочности болта имеет вид
, (34)где y=1.3; d1 – внутренний диаметр резьбы. В уравнении (34) допускаемое напряжение зависит от диаметра резьбы
[s]=(0,2+8d1)sт, (35)
где sT=400МПа – предел текучести материала болта. Диаметр находится по методу последовательных приближений d1=16мм. Таким образом, основание прикрепляется к сварочной плите четырьмя болтами М16Х2Х40.58 ГОСТ 7798-70.
11. Определение КПД проектируемого механизма
КПД проектируемого винтового механизма, учитывающий суммарные потери в винтовой паре и на пяте, определяется формулой [1]
. (36)Подставляя в формулу (36) значения Q=6000Н, r’=0,119, j=0,084, ТП=3840Н*мм и d2=18мм, получаем
1. Кривенко И.С. Проектирование винтовых механизмов. Л., 1986.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. Т.1. М., 1979.
Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет.
Кафедра деталей машин и подъемно-транспортных машин
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по деталям машин
РАЗРАБОТАЛ
Студент 32АГ1 гр. Ростунов Д.А.
РУКОВОДИТЕЛЬ
Профессор Кривенко И.С.
1998