Содержание.
Задание. 2
1. Определение давления ремня на ось натяжного ролика. 2
2. Определение веса груза. 3
3. Предварительный расчёт вала натяжного устройства. 3
4. Проверка вала на прочность. 4
5. Расчёт болта клеммового соединения. 7
6. Расчёт болтов крепления рычага к ступице. 9
7. Проверочный расчёт рычага. 11
8. Расчёт сварного соединения основания рычага со ступицей клеммы. 12
Литература. 14
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Изм. Лист. № докум. Подпись Дата
Инв.№ подп. Разраб.
Проектирование клеммового соединения Литера Лист Листов
Консул. 1 14
Рук.пр.
Реценз.
Н.Конт.
Задание.
Вариант №1.
Натяжение ремня 1,5 Кн.
Угол обхвата натяжного ролика α=120°.
Длина рычага 0,4 м.
Угол между рычагами β=180°.
Расстояние от центра груза до болта 0,45 м.
Расстояние между болтами b=65 мм.
Расстояние от центра вала до болта a=170 мм.
Способ крепления рычага к ступице с зазором.
Сечение сварного шва стыковое.
1. Определение давления ремня на ось натяжного ролика.
Для определения давления ремня на ось натяжного устройства составим
схему натяжного устройства (рис.1).
Давление ремня на ось:
1500 Н.
Угол между силой давления ремня и вертикальной осью:
γ= 30°.
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
2
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
2. Определение веса груза.
Для определения веса груза (противовеса) составим расчётную схему (рис.2).
Определим вертикальную составляющую давления ремня на ось ролика:
T=R*cos γ=1500*cos 30°=1299 Н.
Горизонтальная составляющая давления ремня на ось ролика:
Q=R*sin γ=1500*sin 30°=750 Н.
Составим уравнение равновесия.
;
.Откуда вес противовеса:
758,5 Н.
3. Предварительный расчёт вала натяжного устройства.
При предварительном расчёте диаметр выходного конца вала определяем
из расчёта на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям:
,
где - крутящий момент, действующий на вал, Н*м;
d – диаметр вала, м;
- допускаемое напряжение на кручение, МПа.
Согласно рекомендациям примем допускаемое напряжение на кручение
=20 МПа, с. 57, [1].
Определим момент скручивающий вал:
1299*0,4=519,6 Н*м.
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
3
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Таким образом, диаметр вала:
50,6* м=50,6 мм.
Принимаем диаметр вала из ближайшего большего стандартного значения
d=53 мм по ГОСТ 6636-69.
4. Проверка вала на прочность.
Определим действующие на вал нагрузки (рис.3).
Определим опорные реакции вала (рис.4).
Вертикальная плоскость.
; T*3*1,5*d- *2*1,5*d+G*1,5*d=0;
2327,8 Н;
; - *2*1,5*d-G*1,5*d+T*1,5*d=0;
270,3 Н.
Проверка: -T+ -G- =-1299+2327,8-758,5-270,3=0.
Горизонтальная плоскость.
; Q*3*1,5*d- *2*1,5*d=0;
1125 Н.
; - *2*1,5*d+Q*1,5*d=0;
375 Н.
Проверка: -Q+ - =-750+1125-375=0.
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
4
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
5
Изм. Лист № докум. Подпись ДатаВведениеНагрузка на один болт от веса противовеса:
,
где z – число болтов, принимаем z=2.
Нагрузка на один болт от момента:
.
Таким образом, нагрузка на болт:
6010 Н.
В соответствии с заданием имеет болтовое соединение с зазором, болты
работают на растяжение от усилия затяжки.
Определим усилие затяжки болта из условия несдвигаемости стыка:
,
где f - коэффициент трения между основанием рычага и пластиной клеммы.
Примем, согласно рекомендациям f=0,2, с.86, [1].
30050 Н.
Проектный расчёт болта производим с учётом 20%-ного запаса от сдвига
деталей и с учётом крутящего момента при затяжке болта:
,
- допускаемое напряжение на растяжение, МПа.
.
Примем материал вала сталь Ст.40Х ГОСТ 4543-71 с пределом текучести
= 650 МПа, табл.6, [2].
Согласно рекомендациям, примем коэффициент запаса прочности [n]= 2,5,
табл. 6.2, [1].
Допускаемое напряжение:
260 МПа.
Внутренний диаметр резьбы болта:
15,2* м=15,2 мм.
По ГОСТ 9150-59 для болта принимаем резьбу М18 (с крупным шагом),
внутренний диаметр которой 15,294 мм.
Принимаем болт с резьбой М18 (ГОСТ 7798-70) и гайку М18 (ГОСТ 5915-70).
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
10
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
7. Проверочный расчёт рычага.
Расчётная схема представлена на рис.7.
Примем ширину рычага:
H=(1,5…1,8)* ,
где -диаметр гайки, мм.
У гайки М18 (ГОСТ 5915-70) диаметр описываемой окружности 29,9 мм.
H=(1,5…1,8)*29,9=44,9…53,8 мм, принимаем H=50 мм.
Примем толщину рычага δ=10 мм.
Условие прочности рычага в опасном сечении А-А:
,
где М – изгибающий рычаг момент, Н*м;
- момент сопротивления опасного сечения, м ;
- допускаемое напряжение изгиба, МПа.
Подпись и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
Инв.№ подл.
Лист
11
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
.
Примем материал рычага стальСт.3 ГОСТ 380-88 с пределом текучести
= 220 МПа, табл.6, [2].
Согласно рекомендациям, примем коэффициент запаса прочности [n]= 2,5,
табл. 6.2, [1].
Допускаемое напряжение:
88 МПа.
Определим изгибающий момент:
М=G* =758,5*0,45=341,3 Н*м.
Момент сопротивления сечения:
,
где - диаметр отверстия под болт, примем 20 мм.
3,9* м .
Условие прочности:
87,5* Па=87,5 МПа< 88 МПа.
Таким образом, условие прочности выполняется.
8. Расчёт сварного соединения основания рычага со ступицей клеммы.
Расчётная схема представлена на рис.8.
Сварной шов согласно заданию стыковой.
При действии на стыковой шов изгибающего момента в области приварки
расчёт шва произведём по формуле:
,
где М – изгибающий момент, Н*м;
- толщина основания рычага, м;
l – длина сварного шва, м;
- допускаемое напряжение для шва при растяжении, МПа.
Момент изгибающий сварной шов:
758,5*(0,17+0,065+0,45- 481,6 Н*м.
Примем толщину основания рычага 15 мм.
Сварной шов выполним ручной дуговой сваркой электродами обыкновенного
качества.
Допускаемое напряжение для шва:
,
где - допускаемое напряжение на растяжение основного металла, МПа.ЛитератураЛитература.
1. Гузенков П. Г. Детали машин / М.: Высш. шк., 1986. 359 с.
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1 / Под ред.
И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2001. 920 с.
3. Орлов П. И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х
кн. Кн. 1 / Под ред. П. Н. Учаева. М.: Машиностроение, 1988. 560 с.
|
|
