Корпус механизма представляет собой консольную стойку. Примем сечение стойки в виде тавра. Осевая сила Q винта действует на расстоянии L от главной центральной оси ZC сечения стойки.
Рис. 9. Тавровое сечение стойки, сварной шов и расположение болтов
Примем размер тавра 9δ х 8δ. Диаметр болтов примем в первом приближении s1 = s2 = 15 мм.Стойка в опасном сечении работает на растяжение от силы Qи изгиб от момента 
Толщина стенки тавра определяется по формуле
Отсюда получаем для определения требуемого значения толщины стенки тавра 
кубическое уравнение в виде
Решение уравнения дано в виде графиков на рис. 10.
Рис.10. Зависимость толщины стенки от нагрузки Q и расстояния а 
Из рис.10. следует, что при 
требуемая толщина стенки тавра 
Момент инерции относительно оси Zc
Момент инерции сечения тавра относительно главной центральной оси по формуле
где 
и 
– моменты инерции фигур 1 и 2 относительно собственных осей, определяемые по формулам
- расстояния от главной центральной оси Zcдо собственных осей Z1 и Z2 фигур 1 и 2
После подстановки входящих величин получим формулу главного момента инерции тавра
Рис.11. Схема к расчету корпуса механизма
Координата центра тяжести тавра в исходной системе координат xz
Изгибающие напряжения в основании стойки в точках B
Изгибающие напряжения по рис.11. в точках A
Напряжения растяжения от силы Q в основании стойки
Суммарные напряжения в опасных точках A и B сечения тавра
Напряжения не превышают допускаемое, принятое равным 100 МПа. Условия прочности выполняются, прочность стойки рассчитанного сечения обеспечена.
5. Расчет сварных соединений корпуса 
|
|
Рис. 12. Расчетная схема сварного таврового соединения
Примем в первом приближении катет углового шва k = 12 мм. Расчет ведётся по касательным напряжениям в сечении 0,7 k. Из расчетной схемы на рис. 41следует, что сила Q создает в шве напряжения τQ, а момент MZc создает напряжения τм. Картина напряжений при 
дана на рис. 12. на примере кольцевого шва. В нашем примере (см. рис. 9) таврового сечения стойки площадь шва по контуру тавра (рис. 13)
Напряжения от силы Q
Момент инерции контура шва вокруг тавра относительно главной центральной оси (см. рис. 13) равен сумме моментов инерции отдельных контуров шва относительно этой оси. Общий контур состоит из швов: 1, 2, 3, 4, 5. При этом, имеем два шва №2, два шва №3 и два шва №4. Каждый шов имеет свой центр тяжести в системе координат XZ. Положение центров тяжести всех пяти швов определяется по рис. 13 в исходной системе координат XZ
Рис. 13. Контур сварного шва тавра
Момент инерции шва №1 относительно оси ZC , проходящей через общий центр тяжести швов в точке C (см. рис. 41):
Момент инерции двух швов №2:
Момент инерции двух швов №3
Момент инерции двух швов №4
Момент инерции шва №5
Суммарный момент инерции шва относительно главной центральной оси шва
Напряжения в точке А шва (см. рис. 35 и 41) от действия момента MZc
Суммарное напряжение в точке А шва по эпюре на рис. 13
Напряжения в точке B шва по эпюре на рис. 13
Суммарное напряжение в точке В шва по эпюре на рис. 13
Условие прочности в опасных точках шва выполняется:
Допускаемые напряжения сварного шва для материала сталь Ст.3
|
|
