46317
Прочность деталей приспособлений
Лекция
Производство и промышленные технологии
Прочность деталей приспособлений Прочность одно из основных требований предъявляемых к деталям и приспособлениям в целом. Прочность деталей может рассматриваться по коэффициентам запаса или по номинальным допускаемым напряжениям. С помощью расчета деталей элементов приспособлений на прочность можно решать две задачи: а проверку на прочность уже существующих деталей с определенными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений моментов сил с допускаемыми проверочный расчет; б определение размеров сечений деталей ...
Русский
2013-11-21
84.5 KB
40 чел.
ЛЕКЦИЯ 16
16. Прочность деталей приспособлений
Прочность одно из основных требований, предъявляемых к деталям и приспособлениям в целом. Прочность деталей может рассматриваться по коэффициентам запаса или по номинальным допускаемым напряжениям. Расчеты по номинальным допускаемым напряжениям менее точны и прогрессивны, но значительно проще.
С помощью расчета деталей (элементов) приспособлений на прочность можно решать две задачи: а) проверку на прочность уже существующих деталей с определенными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений) (моментов, сил) с допускаемыми проверочный расчет; б) определение размеров сечений деталей предварительный проектный расчет.
Расчет на прочность (задача а) детали в виде стержня круглого сечения, нагруженного осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществляется по формуле
,
где фактическое напряжение растяжения (сжатия), МПа; Р расчетная осевая сила, Н; d диаметр опасного сечения (для резьбового стержня внутренний диаметр резьбы), мм; [] допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа.
Определение необходимого размера опасного сечения (задача б) для подобного случая можно производить по формуле
.
Полученное значение округляется в сторону увеличения до целого или ближайшего стандартного значения. При наличии шпоночного паза в опасном сечении детали полученное расчетом значение d следует увеличить на 5.. .10 %.
Расчеты на прочность валов и осей с целью определения их размеров (задача б) можно производить по формулам: на изгиб (детали круглого сечения)
;
на изгиб (детали кольцевого сечения)
;
на кручение
на изгиб с кручением (детали круглого сечения)
на изгиб с кручением (детали кольцевого сечения)
где Миз изгибающий момент, Н • мм; Мкр крутящий момент, Н•мм; Мэкв эквивалентный момент, Н • мм; ; допускаемое напряжение при изгибе, МПа; [] допускаемое напряжение при кручении, МПа; k0 = = d0/d отношение внутреннего диаметра вала (оси) d0 к наружному d.
Необходимо помнить, что оси рассчитываются только на изгиб, так как они не передают крутящего момента.
Валы и оси можно рассчитывать на жесткость, но диаметр деталей в этом случае получается большим, чем при расчете на прочность. Расчет на изгибную жесткость состоит из определения углов наклона и прогибов упругой линии осей и валов и сравнения их с допускаемыми значениями. Следует отметить и сложность расчетов деталей на жесткость. Например, расчет валов на жесткость (задача а) при кручении производится по формуле
,
где действительный угол закручивания вала, град; [] допускаемый угол закручивания (можно принимать для большинства валов [] =15' на 1 м длины; для менее ответственных валов [] принимается до 2°); Мкр крутящий момент, Н • мм; l длина скручиваемой части вала, мм; G модуль упругости при сдвиге, МПа (для стали G = 8(104 МПа); Iр полярный момент инерции сечения вала, мм4 ( для круглого сечения и для кольцевого сечения).
Уточненный расчет валов на прочность, в случае возникновения такой необходимости, заключается в определении коэффициентов запаса для опасных сечений.
При нагружении соединения силами в плоскости (по поверхности) стыка деталей и в случаях установки штифта (цилиндрического гладкого стержня винта) без зазора и работы на срез проверочный расчет (задача а) штифта (винта) может осуществляться по формуле
,
где Р срезающая сила, Н; d диаметр штифта (стержня винта), мм; i число стыков (количество штифтов или винтов) в соединении; [] допускаемое напряжение среза, МПа.
Расчет на прочность шпоночных и шлицевых соединений заключается в сравнении фактически передаваемого крутящего момента с допускаемым моментом из условий прочности шпонок (шлиц).
Расчет на прочность шпоночных соединений (задача а) производится по формулам:
на смятие:
(для призматических шпонок);
(для сегментных шпонок);
на срез:
(для призматических и сегментных шпонок),
где Мкр крутящий момент (рассчитывается по передаваемой мощности и частоте вращения вала), Н-мм; D наружный диаметр вала, мм; h высота призматической шпонки, мм; Кш размер выступающей из паза части сегментной шпонки, мм; l рабочая длина шпонки, мм; [] допустимые напряжения смятия, МПа.
Проверочный расчет на прочность шлицевых соединений (задача а) может осуществляться по формулам:
на смятие:
(прямобочный профиль)
(эвольвентный профиль)
на срез:
(прямобочный и эвольвентный профили)
где Мкр крутящий момент, Н-мм; z число шлицев; h высота поверхности контакта (для прямобочного профиля , здесь fш фаска зуба и паза шпоночного соединения, по СТ СЭВ 188 - 75 фаска принимается равной 0,3. ..0,5 мм с допуском +0,2... + 0,3; для эвольвентных шлицев с центрированием по боковым поверхностям h = m, с центрированием по наружной цилиндрической поверхности h = 0,9m); D наружный диаметр вала, мм; d внутренний диаметр отверстия, мм; b ширина шлица, мм; m модуль эвольвентного соединения, мм; коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по шлицам (принимается равным 0,7...0,8).
При необходимости расчеты на прочность сварных соединений, пружин, подшипников, клиноременных, зубчатых передач и других специфических сборочных единиц и деталей специальных приспособлений следует выполнять с помощью справочных и других литературных источников.
Пример.16.1. Рассчитать на прочность опасное звено приспособления (см. рис.16.1). Из рассмотрения данного приспособления можно прийти к выводу, что одной из наиболее нагруженных деталей является ось 6 стойки 9. Она воспринимает повышенные нагрузки, связанные с зажимом обрабатываемых заготовок. Направление действия создаваемой пневмоцилиндром силы меняется на противоположное посредством рычагов 13. При этом она увеличивается в несколько раз. Затем через штоки 10 и пяты 3 она передается на рычаг 4, получает направление в сторону зажима заготовок и вновь возрастает. Таким образом, на прочность целесообразно рассчитывать наиболее нагруженное звено (в описанном случае ось б). Ось 6 в отверстиях рычага 4 и стойки 9 установлена с зазором и будет работать на изгиб. В соответствии с принятым решением она изготавливается из стали 20Х с цементацией и закалкой до твердости 57...63 HRCэ. Вид нагрузки П (переменная). По табл. П28 напряжение [] для приведенного случая равно 220 МПа. Из силового расчета выявлено, что изгибающий момент УИИЗ, действующий на опасное звено приспособления, равен 10 800 Н-мм.
Минимальный диаметр оси можно рассчитать (задача б) по формуле:
мм.
В описанных условиях можно принять размер d=10 мм, что обеспечит более надежную работу оси 6 в приспособлении.
Рис. 16.1. Фрезерное многоместное приспособление для обработки торцов заготовок типа планок со схемой комбинированной передачи сил зажима.
Контрольные задания.
Задание 16.1.
По какой формуле проводится расчет на прочность детали в виде стержня круглого сечения, нагруженного осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия)?
Задание 16.1.
По какой формуле проводится расчет на прочность валов и осей на изгиб (детали круглого сечения) с определения их диаметра?
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
26843. | Тонкий отдел кишечника домашних животных | 8.3 KB | |
тонкая кишка intestinumtenue простирается от пилоруса желудка до слепой кишки. Двенадцатиперстная кишка duodenum У всех животных она находится в правом подреберье. Тощая кишка jejunum висит на длинной брыжейке и образует множество кишечных петель ansaeintestinales. Тощая кишка без четкой границы переходит в подвздошную кишку. | |||
26844. | Печень домашних животных | 7.04 KB | |
Печень домашних животных. Печень hepar сложнотрубчагого строения через нее протекает вся кровь из желудка кишечника и селезенки по мощной воротной вене v. ПеченЬ по острому краю меяедолевыми вырезками incisurainterlobularis разграничивается на доли. Основная сагиттальная срединная вырезка делит печень на правую и левую доли lobushepatisdexteretsinister. | |||
26845. | Поджелудочная железа домашних животных | 3.66 KB | |
Проток поджелудочной железы ductuspancreaticus открывается в двенадцатиперстную кишку у одних животных вместе с желчным протоком у других самостоятельноИннервация п. Поджелудочный проток открывается вместе с желчным протоком У свиньи железа сероватожелтой окраски. Проток один открывается на 13 20 см дистальнее устья желчного протока У рогатого скота железа располагается вдоль двенадцатиперстной Кишки от 12го грудного до 2 4го поясничного позвонка под правой ножкой диафрагмы частично на лабиринте ободочной кишки. Единственный... | |||
26846. | Толстый отдел кишечника лошади | 3.42 KB | |
Толстая кишка лошади. Толстая кишка состоит из слепой ободочной и прямой. Слепая кишка лошади имеет объем 3237 литров. Ободочная кишка лошадей объемом 80100 литров. | |||
26847. | Толстый отдел(intestinum crassum) жвачных, свиньи и собаки | 1.86 KB | |
пос ледняя заканчив анусом. Она служит продолжением малой ободоч киш висит на брыжейкев тазовой полостипод позвоночником оканчив задним проходом или анусом.перед анусом она расшир в виде веретена в ампулу прям кишкиой.прямая кишс анусом фиксируся мышцами и связками к тазов костям и первым хвост позвам. | |||
26848. | Анатомический состав и общие закономерности строения органов дыхания в связи с их функцией | 4.59 KB | |
Органы дыхания носовая полость глотка гортань трахея бронхи и легкие обеспечивают циркуляцию воздуха и газообмен . По ним воздух поступающий через ноздри проходит в носоглотку. Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею и совместно с ротовой полостью является органом звукообразования и членораздельной речи. Звук голоса возникает в результате колебания голосовых связок при выдыхании воздуха. | |||
26850. | Носовая полость(сavum nasi) и придаточные полости носа | 5.75 KB | |
Последние образуют паренхиму легкого снабженную громадным количеством кровеносных сосудов оплетающих густой капиллярной сетью каждую альвеолу. Дорсальный тупой край легкого margo dorsalis s.вырезки правого и левого легкого incisura cardiaca pulmonis dextri et sinistri и ворота легкого hilus pulmonis через которые в орган входят главный бронх bronchus principalis легочная артерия a. Все вместе они образуют корень легкого radix pulmonis. | |||
26851. | Гортань домашних животных | 4.5 KB | |
Перстневидный хрящ гортани cartilago cricoidea образует нижнюю границу или основание гортани на котором расположены щитовидный и черпаловидные хрящи Внизу перстневидный хрящ гортани прочно связан с трахеей посредством перстнетрахеальной связки lig. Его задняя часть пластинка четырехугольной формы lamina cartuaginis cricoideae вместе с черпаловидными хрящами составляет заднюю стенку гортани.Между перстневидным и щитовидным хрящами гортани натянута перстнещитовидная связка lig. Отсюда произошло название операции вскрытия гортани ... | |||