5 Определение размеров детали и расчёт на прочность.
5.1 Конфигурация сечений детали.
Наиболее рациональной
формой поперечного сечения детали,
работающей на изгиб является двутавровое
сечение с тонкой стенкой и мощными
поясами.
Геометрические размеры
сечения подберем из зависимости:
,
где
-
изгибающий момент в сечении;
-
площадь сечения детали;
-момент
сопротивления изгибу сечения;
-
осевое усилие в
детали.
Рисунок 7 – упрощенное сечение детали.
Толщину стенки
определим по формуле:
,
где
-
строительная высота сечения, м.
=0,65
-разрушающие
касательные напряжения, Н/м.
По технологическим требованиям
[5] толщина данной стенки должна быть не
меньше 3мм. Поэтому принимаем толщину
стенки
.
Увеличение толщины стенки учтём при
расчёте на прочность.
5.2 Расчёт проушины.
Диаметр
проушины:
мм.
Определим толщину проушины по условию заделки подшипника:
мм,
– припуск на
заделку подшипника по ОСТ 1.03841 – 76.
Определим ширину проушины из условия ее прочности на разрыв:
мм.
Принимаем:
мм.
Определим минимальную ширину проушины при запрессовке подшипника:
мм,
где
мм.
Принимаем:
мм.
Напряжения в проушине:
МПа.
Избыток прочности:
.
5.3 Расчёт перехода проушины в тело.
Изгибающий
момент в этом сечении детали равен
Сечение детали выполним прямоугольным.
Необходимый
момент сопротивления изгибу:
Принимаем
,
.
5.4 Расчёт крепления ступицы.
Внутренний
диаметр ступицы
.
Крутящий
момент в ступице равен моменту в заделке
Касательные силы в ступице:
Нагрузка на болт в плоскости среза:
где
n-
количество плоскостей среза.
Для
крепления используем 2 галтельных болта
из конструкционной легированной стали
30ХГСА. Диаметр болтов равен
.
Разрушающие усилия на срез болта
.
Избыток прочности
5.5 Расчёт ступицы в месте крепления.
Подберём
толщину ступицы из условия смятия
материала о болт:
Принимаем
Внешний
диаметр ступицы равен
.
5.6 Расчёт поперечной
стенки.
Усилие в вернем и нижнем поясах
Равнодействующая
усилий, действующих на стенку со стороны
верхнего пояса, будет равна:
Спроецируем
эти силы на стенку:
Стенка
подвергается растяжению силой равной
Подберем
толщину стенки:
5.7 Проверка полок сжатых поясов на устойчивость.
где к – коэффициент, учитывающий наличие отбортовок и других полок;
-
ширина полки, мм;
- толщина полки, мм.
Как видим, критические напряжения намного превышают разрушаемые.
6 Формирование конфигурации детали.
1.Выбор линии разъема штампа.
Деталь симметрична относительно срединной плоскости. Линия разъема - прямая и образуется пересечением срединной плоскости с внешним контуром детали.
2.Выбор штамповочных уклонов.
Деталь имеет закрытое сечение.
Выбираем уклоны для вернего и нижнего поясов по табл. 8 [5]
При
соотношении высоты пояса к ширине
величина
наружных и внутренних уклонов будет
соответственно равна
3.Расчет толщины полотна (стенки детали).
Минимально допустимая толщина полотна определяется по табл. 11 [5] в зависимости от площади проекции детали.
При Fпол. = 38 см. минимальная толщина S = 3 мм.
Принимаем толщину полотна постоянной по всей детали и равной 3 мм.
4.Радиусы сопряжений и переходов
Определяем по табл. 7.15 [5] (рис. 3.3, В).
Радиус сопряжения ребра с полотном R = 5 мм.
Радиус переходов (на стыке ребра с проушиной) R = 5 мм.
5.Предельные отклонения размеров между необрабатываемыми поверхностями
Назначаются по 4-му классу точности.
На вертикальные размеры +0,8 - 0,4 мм (табл. 7.20) [5].
На горизонтальные размеры +0,8 - 0,4 мм (табл. 7.22).
Допуск на радиусы закруглений +1,0 - 0,5 мм (табл. 7.24).
С учетом условий работы детали и выбранного материала назначим антикоррозийное покрытие : химическое оксидирование, затем покрытие эмалью ЭП-140 чёрного цвета.