МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Методические указания
к выполнению расчетов на прочность деталей приспособлений, представленных в графической части дипломного проекта
АТЭМК2. МР0714. 007
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Автор Немчинова Е.Н.
| Рассмотрено на заседании ЦК № 07 _____________________ Протокол №_6_ от «_10_» января 2014г. Председатель ЦК _________ /Е.В.Григорьева/ | Рекомендовано методическим советом Протокол №_3_ от «_29_» января 2014 г. Зав. методкабинетом СПб ГБОУ СПО «АТЭМК» ________Е.В.Мельникова |
Автор Немчинова Е.Н., преподаватель СПб ГБОУ СПО «АТЭМК»
Редактор Таланова Л.Д., методист СПб ГБОУ СПО «АТЭМК»
Содержание
Введение 3
Проверочный расчет траверсы и захвата лапки съемника 4
1.1 Параметры деталей съемника, выбранных для проверочного расчета 4
1.2 Проверочный расчет траверсы съемника на прочность 4
1.3 Проверочный расчет захвата лапки съемника 7
2 Проверочный расчет винтовой пары 11
2.1 Расчет винтовой пары из условия износостойкости 11
2.2 Проверочный расчет винта на прочность 13
2.3 Проверочный расчёт винта на устойчивость 15
3 Проверка работоспособности данного съемника 17
3.1 Проверка возможности демонтажа подшипника данным съемником 17
3.2 Определение максимального усилия рабочего на воротке съемника 19
при демонтаже деталей
Приложение А Сборочный чертеж съемника 21
Приложение Б Рабочий чертеж винта 22
Приложение В Рабочий чертеж траверсы 23
Приложение Г Рабочий чертеж лапки 24
Литература 25
Введение
Проверочные расчеты конструкций выполняют с учетом выявленных дефектов и повреждений, уточненных нагрузок, расчетных схем и прочности материала.
Для элементов конструкций, имеющих коррозионный износ, за расчетное принимают сечение, полученное по результатам обмеров конструкции в местах, очищенных от продуктов коррозии.
Проверку прочности элементов, имеющих вырезы, производят по площади нетто с учетом эксцентриситета от смещения центра тяжести ослабленного сечения относительно центра тяжести неповрежденного сечения.
В данных методических указаниях на примере конкретной конструкции съемника приведены расчеты на прочность его деталей, допустимых и реальных нагрузок в процессе эксплуатации. В результате этих расчетов определяется «слабое место», т.е. определяется деталь, прочность которой ограничивает максимальное допустимое осевое усилие съемника. Эта максимальная величина допустимого осевого усилия должна быть указана в технической документации, прилагаемой к данному съемнику.
Цель данных методических указаний – помочь студентам выполнять, если в этом будет необходимость, проверочные расчеты прочности деталей, а также определять диапазон допустимых нагрузок в процессе их эксплуатации.
Проверочный расчет траверсы и захвата лапки съемника
1.1 Параметры деталей съемника, выбранных для проверочного расчета
Конструкция съемника приведена на чертежах в приложениях А, Б, В, Г.
Параметры деталей съемника:
- материал винта – Сталь 45 ГОСТ 1050-88;
- материал траверсы (гайки) – Сталь 45 ГОСТ 1050-88;
- резьба трапецеидальная Tr 14×3, однозаходная ГОСТ 24737-81
(СТ СЭВ 838-78)*
- шаг резьбы – p = 3;
- наружный диаметр винта – d = 14,0 мм;
- средний диаметр винта – d2 = 12,5 мм;
- внутренний диаметр винта – d1 = 10,5 мм;
- наружный диаметр внутренней резьбы гайки – D4 =14,5 мм;
- средний диаметр внутренней резьбы гайки – D2 = 12,5 мм;
- внутренний диаметр внутренней резьбы гайки – D1 = 11,5 мм.
1.2 Проверочный расчет траверсы съемника на прочность
1.2.1Определяем опорные реакции RA и RB.
В соответствии с рисунком 1, сила F приложена в середине траверсы, следовательно, опорные реакции RA и RB, Н, определяем по формуле
RA = RB = 
.
_______
*Справочное руководство по черчению / В. Н. Богданов [и др.] – М.: Машиностроение, 1989. С. 329,824.
Рисунок 1 – Расчётная схема траверсы и
эпюра изгибающих моментов
1.2.2 Определяем значение изгибающих моментов Ми, Н·м, и строим эпюру, если
в сечении А– Ми = 0;
в сечении В – Ми = 0;
в сечении С – Ми = RA· l 1,
где l 1 = l 2 – плечо силы, м.
В соответствии с рисунком 1, l 1 = l 2 = 58 мм = 0,058 м.
1.2.3 Проверяем прочность траверсы на изгиб.
Условие прочности
σ = 
≤ [σ], (1.1)
где σ – нормальное напряжение,МПа;
– максимальный изгибающий момент, Н∙м;
– осевой момент сопротивления, мм3.
[σ] – допускаемое нормальное напряжение, МПа;
Осевой момент сопротивления определяем по формуле
Wx = 
, (1.2)
где 
– наружный диаметр внутренней резьбы. D4 = 14,5 мм,
для данной траверсы = D4;
– высота траверсы, мм;
– ширина траверсы, мм.
В соответствии с рисунком 1 h = 16 мм, b2 = 22 мм.
Осевой момент сопротивления
Wx = 
,
Допускаемые напряжения для материала винта и материала гайки, [s], МПа, определяем по формуле
[s] = sт/[nт], (1.3)
где σт – предел текучести, МПа. Принимаем для Стали 45,σт = 540МПа*;
____________
* Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин: Учебник для техникумов.- 5- изд., перераб. и допол. – М., Илекса, 1999. С. 128 табл. 12.1
[nт] – коэффициент запаса прочности. Принимаем для Стали 45
[nт] = 3*.
Допускаемые напряжения для материала винта и материала гайки составит
[s] = (540/3) = 180 МПа.
Прочность траверсы съемника будет обеспечена, если сила F
будет не больше Fmax.
Из формулы 1.1 и из выражения для определения максимального изгибающего момента Ми = RA· l 1 = · l 1, получаем
[σ] ≥ = 
,
откуда максимальное осевое усилие Fmax, Н,
, (1.4)
и, следовательно, максимальное осевое усилие Fmax составит
.
Fmax для данного съемника должно быть не более 2,0 кН.
1.3 Проверочный расчет захвата лапки съемника
1.3.1 Определяем изгибающий момент Ми ,Н·м, в сечении А-А,
в соответствии с рисунком 2 по формуле
,
______________________
* Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин: Учебник для техникумов.- 5- изд., перераб. и допол. – М., Илекса, 1999, с. 242
где l – плечо силы, м. В соответствии с приложением Г l = 9 мм = 0,009 м,
тогда
.
Рисунок 2- Расчетная схема захвата лапки -эпюра изгибающих моментов
1.3.2 Проверяем прочность захвата лапки съемника по формуле 1.1 по условию прочности
Осевой момент сопротивления ,мм3, определяем по формуле
, (1.5)
где 
–ширина сечения, мм;
– высота сечения, мм.
Тогда
.
Нормальное напряжение составит
МПа < [σ] = 180 МПа,
следовательно, прочность захвата лапки съемника обеспечена.