Определение длины и ширины корпуса механизма

 

Когда материал основания малопрочен по сравнению с материалом болтов (бетон, дерево и т. п.), площадь стыка корпуса с основанием следует определять расчетом на смятие

(94)

 

Здесь [s]_см - допускаемое напряжение смятия; для бетона можно принять [s]_см = 2 МПа.

Далее определяется длина L и ширина b корпуса механизма.

или и

Отсюда

	(95)
	(101)

 

Определение к.п.д. механизма

 

К.п.д. всего механизма включения муфты h_м определяется по формуле (71) (см. 3.1.8).

 

Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов

 

Эпюры продольной силы и крутящих моментов для случая односторонней стяжки (схема, по которой выполнен механизм включения муфты) приведены в 1.1.

 

 

ЗАДАНИЕ №7. Расчет винтового съемника для демонтажа подшипников качения

 

Рассчитать винтовой съемник (рис. 19) при усилии для демонтажа равном Q и расстоянии между лапами L.

В результате выполнения работы:

1. определить параметры резьбы силового винта;
2. определить размеры гайки винта;
3. определить КПД передачи винт-гайка;
4. определить длину и диаметр рукоятки;
5. определить катет сварного углового шва, соединяющего лапу с подвижной опорой;
6. определить диаметр траверсы d_тр;
7. выбрать стандартный топорный винт (ГОСТ 1477-61) и, если нужно, рассчитать его на прочность;
8. определить КПД всего механизма;
9. построить эпюры осевой силы и крутящих моментов.

 

При расчетах принять:

1. материал траверсы – сталь 45;
2. диаметр торца винта d_т=0,5d;
3. расчетная длина винта l_р=12d;
4. отношение размеров сечения лап b/h=0,5.

Остальные данные для расчета взять из таблицы 15 в соответствии с заданным вариантом.

 

Рис. 19. Схема винтового съемника.

 

Последовательность расчета

 

Расчет силового винта

Параметры силового винта съемника определяются так же, как при выполнении задания №1 (см. 3.1.2).

 

Определение размеров гайки

Расчетные зависимости для определения размеров гайки и последовательность расчета даны в 2.2.

 

Определение КПД передачи винт-гайка

КПД передачи винт-гайка определяются по формуле (69) (см. 3.1.4).

 

Определение диаметра и длины рукоятки

Расчетные зависимости для определения длины и диаметра рукоятки приведены в 2.5. см. Также 3.1.5.

 

Проектный расчет сварного шва

Проектный расчет сварного шва выполняется при помощи расчетных зависимостей, которые даны в 2.6.

Прежде чем приступить к расчету сварного шва, в данном случае нужно определить размеры сечения привариваемой детали-лапы. Лапа нагружена (см. рис. 20) продольной силой F и изгибающим моментом M (M = Fl). Условие прочности лапы

 

Данные для выполнения задания №7

Таблица 14.

№ вар.	Q, H	L, мм	dn, мм	Материал	Тип резьбы
винта	Гайки	лап
				Ст. 4	СЧ12-28	Ст. 3	Квадратная
				Ст. 4	СЧ12-28	Ст. 3	Квадратная
				Ст. 4	СЧ12-28	Ст. 3	Квадратная
				Ст. 4	СЧ12-28	Ст. 3	Квадратная
				Ст. 4	СЧ12-28	Ст. 3	Квадратная
				Ст. 5	Бр.АЖ9-4	Ст. 2	Трапецеид.
				Ст. 5	Бр.АЖ9-4	Ст. 2	Трапецеид.
				Ст. 5	Бр.АЖ9-4	Ст. 2	Трапецеид.
				Ст. 5	Бр.АЖ9-4	Ст. 2	Трапецеид.
				Ст. 5	Бр.АЖ9-4	Ст. 2	Трапецеид.
				Сталь 35	СЧ24-44	Ст. 3	Упорная
				Сталь 35	СЧ24-44	Ст. 3	Упорная
				Сталь 35	СЧ24-44	Ст. 3	Упорная
				Сталь 35	СЧ24-44	Ст. 3	Упорная
				Сталь 35	СЧ24-44	Ст. 3	Упорная

 

Так как F = 0,5 Q, а b = 0,5 h, то условие прочности может быть записано в следующем виде:

Отсюда

Теоретически отношение h/l может изменяться в пределах от 0 до 2-х. Приняв среднее значение этой величины, т.е. приняв h/l» 1, получим расчетную формулу для определения высоты сечения лапы.

(96)

Для лапы, выполненной из стали Ст.2, допускаемое напряжение [s]_р = 87 МПа.

Если материал лапы – Ст.3, то допускаемое напряжение [s]_р = 95 МПа.

Расстояние от оси лапы до линии действия силы F определяется конструктивно.

мм

Здесь L и d_n в мм.

Зная высоту сечения лапы, нетрудно определить и ширину сечения

(97)

Размеры h и b принимаются в соответствии с ГОСТ 6636-69.

Примечание. При использовании для расчетов формулы (102) теоретически ошибка в определении величины h может быть ±5%. Практически же ошибка не превышает 1,35%, что при инженерных расчетах вполне приемлемо.

После определения размеров сечения лапы выполняется расчет сварных швов.

Формула (53) (см. 2.6), при помощи которой определяется расчетная площадь вертикальных швов, для условий задания №7 принимает весьма простой вид.

В рассматриваемом случае поперечная сила R=0, изгибающий момент , Коэффициент U = 2.57, т.к. .

После подстановки и очевидных преобразований

(98)

Допускаемое напряжение [t]¢_ср следует определить после выбора технологии сварки по формуле (49) или (50) (см.2.6).

Катет шва К определяется по формуле (54) и его размер округляется по ГОСТ 6636-69.

Для страховки желательно выполнить проверочный расчет сварочных швов. (см.2.6).