Расчет основных геометрических параметров качалки
6.1 Расчет проушин
Расчетные условия:
Материал АК-6, 
.
Разрушающие усилия на проушину:
Размеры подшипников в проушинах, мм:
|
, где а – припуск на заделку подшипника по ОСТ 1.03841-76, а=0,2мм. В соответствии с ГОСТ 8032-84 Принимаем 
. 2) Определим ширину проушины, мм: 
здесь 
. Принимаем 
. 
Расчет проушины в точке 3 (рис. 3.1):
Рисунок 6.1 Схема проушин в
точках 2 и 3. Определим минимальную ширину проушины, мм, из условия запрессовки подшипника:
Принимаем ширину проушины 
.
Вычислим напряжение, МПа, в проушине:
Аналогичными вычислениями определим размер проушины в точке 2:
при этом 
и 
.
Расчет ступицы (точка 1, рис. 3.2):
|
тогда 
(с учетом заделки подшипников). 2) Ширина проушины, мм: 
. Из условия запрессовки подшипника: 
, при 
. Принимаем 
. Напряжение в ступице, МПа: 
Рисунок 6.2 Схема ступицы.
6.3 Расчет потребных по прочности сечений тела детали
Усилия в стержнях:
Вычислим потребные площади поперечных сечений:
Форму сечений выбираем с учётом работы стержней на сжатие. Определим примерные геометрические параметры сечений, без учета их технологичности.
|
. Ориентировочно принимаем 
и 
. Для определенности положим, что 
, тогда 
. Получаем, что 
. 
Рисунок Сечение стержней.
Для стержня 1-3 получим: 
.
Принимаем 
для всех стержней. Тогда 
.
Стержень 1-2: 
, принимаем 
.
Стержень 2-3: 
, принимаем 
.
Доработаем полученные сечения с учетом требований технологичности (штамповочные уклоны, минимальные радиусы скругления, минимальные толщины полок).
Плоскость разъема штампа принимаем в плоскости симметрии качалки.
Рассмотрим стержень 1-3.
Для соотношения 
, штамповочный уклон 
.
При значение высоты ребра, расположенной в плоскости разъема штампа, 
минимальные значения радиусов скругления следующие:
Принимаем .
Минимальное значение ширины b определится:
Пересчитаем значение высот ребер:
для стержня 1-3 
;
для стержня 1-2 
, принимаем 
;
для стрежня 2-3 
, принимаем 
.
Тогда с учётом технологичности сечение стержней примет вид:
Рисунок 3.6 Сечения стержней.
Вычислим значения действующих напряжений в поясах и значения коэффициентов избытка прочности:
В сжатой зоне работает только стержень 2-3, проверим его на потерю местной устойчивости:
,
где k - коэффициент учитывающий вид нагружения и закрепление, для
сечения со свободной полкой, получаем k = 0,8;
E -модуль упругости материала, 
для материала АК-6;
b -ширина полки, которая проверяется на потерю устойчивости;
δ -толщина полки.
Пересчитаем значение критического напряжения по другой формуле и сравним результат.
где 
- предел пропорциональности материала;
.
Для материала АК-6 принимаем 
.
Тогда 
, 
.
- условие выполняется, т.е. потеря устойчивости происходит до предела пропорциональности.
Найдем напряжения общей потери устойчивости.
,
где с - коэффициент, учитывающий закрепление, с = 1 для шарнирного соединения;
l - длина стержня;
i - радиус инерции сечения стержня, 
;
Jx - момент инерции сечения, 
, определен с помощью САПР КОПАС.
и 
.
Стержень устойчивость не теряет.