Примеры конструкторских расчетов в дипломных проектах.
консультация по теме

Примеры конструкторских расчетов в  дипломных проектах.

4.2. Конструкторский расчёт основных (силовых) деталей на

испытываемые виды деформаций (по указанию).

Исходные данные

Определение  осевой  силы  на  винте  съёмника.

   Имеем  исходные  данные :  окружная  сила  приложенная  к  рукоятке  ,  диаметр  винта  съёмника  30 мм,  длина  рукоятки  400 мм,  расстояние  между  захватами  60 мм,  площадь  сечения  захвата  640.  

   Задача  1.  Требуется  определить  осевую  силу   на  винте  съёмника.

Решение.

   Окружная  и  осевая  силы  на  винте  находятся  в  соотношении :

   Отсюда  находим  осевую  силу :

;

 - крутящий  момент  на  винте,  где   

Здесь : L – длина  рукоятки  ( мм )

             - средний  диаметр  винта  ( мм )

             - сила,  прикладываемая  к  рукоятке

             - угол  наклона  развёртки  винтовой  линии.

Принимаем  для  съёмника   ( меньшее  значение  принимается  для  крепёжных  резьб ).

             - угол  трения,  принимаем  .

             - коэффициент  трения  для  стали,  принимаем  .

Если  L=400 мм,  =30  мм,  то

   Н.

Имеем  усилие  напрессовки  примерно  658  кг.

   Задача  2.  Проверить  прочность  захвата  съёмника  в  сечении.

Решение.

   Захват  работает  на  растяжение  с  изгибом,  поэтому  суммарные  напряжения  будут :

,                                                                            

где   , где  А – площадь  сечения  захвата  ().

         ,  где   - осевой  момент  сопротивления  сечения.

Прочность  будет  обеспечена,  если   , здесь   =160-200 МПа – это  допускаемые  напряжения  материала  захвата.

Примечание :    делим  на  количество  захватов ;

Например  L=400 мм ;  b=16 мм ; h=40 мм ,  тогда

   МПа.

   .

    МПа.

    МПа.

   Если  у нас три  захвата  то ,  тогда

Прочность  обеспечена.

4.2. Конструкторский расчёт основных (силовых) деталей

на испытываемые виды деформаций.

Конструкторский расчёт стойки подъёмника-опрокидывателя

на устойчивость. Исходные данные: длина стойки  l=0,8м, профиль – швеллер №8. Материал стойки сталь Ст3, сила нагрузки F=20 кН, [Sy] – допускаемый коэффициент запаса устойчивости. Для стали  Sy =1,8…….3.

Для заданного швеллера берём из таблиц площадь сечения А=6,88 см2  и момент инерции относительно вертикальной оси  I=47,3 см4, тогда

 наименьший радиус инерции швеллера

i = = = 0,026 м.

Теперь определим гибкость стойки λ,

, где =1 – коэффициент крепления концов стойки,

т.е. = = 38,46<100, поэтому формулу Эйлера для определения запаса устойчивости применить нельзя и применим формулу

Ясинского: , где

коэффициенты a и b для стали Ст3 принимают a=310МПа и b=1,14МПа,

- гибкость стойки = 38,46, - критическое напряжение в поперечном сечении стойки, то  МПа

Определим критическую силу действующую на стойку :

Н

Коэффициент запаса устойчивости , так как длина балки очень мала а гибкость стойки = 38,46<40 целесообразно сделать  расчёт на  сжатие.

 МПа,

однако по справочным данным для конструкционной стали допускаемые значения напряжений на сжатие в пределах  = 60…250 МПа, расчётное напряжение в поперечном сечении стойки меньше допускаемого значения, поэтому устойчивость стойки обеспечена.

Рисунок 4.1 Типовой подъёмник – опрокидыватель.

4.2. Конструкторский расчёт основных (силовых) деталей на

испытываемые виды деформаций (по указанию).

Расчёт  осевой силы на силовом винте съёмника.        

Дано:   силовой  винт  М20,  который  имеет  

                  – наружный  диаметр  резьбы.

                  t=2 мм=0.002 м – шаг  резьбы.

   Усилие  руки  рабочего  принимают  Р=100 Н  ( 10кгс ), плечо,  на  которое  действует  сила  L=200 мм=0,2 м,  при  данных  размерах  силового  винта  средний  диаметр  резьбы  , а  средний  радиус  резьбы  .  Принимаем  угол  трения  ,  а  угол  подъёма  резьбы   находим  из  соотношения :        

   Тогда  ,  а  

   .

   Момент,  создаваемый  рукой  рабочего :  

   Момент,  возникающий  на  резьбе  от  окружной  силы   равен:

эти  моменты  равны,  т.е. ,  тогда  

   Окружная    и  осевая   силы  находятся  в  зависимости :

,   т.е.      

Отсюда  находим  осевую  силу,  или  тяговое  усилие  съёмника  ,  приняв  к.п.д.    имеем

   Вывод : применив  силу  Р=10 кгс,  получаем  на  винте  769 кгс,  что  достаточно  для  съёма  деталей,  посаженных  с  натягом.