8.5 Проектирование кронштейна навески

Расчетная схема кронштейна — плоская рама со стенкой, задача определения усилий в элементах кронштейна — статистически неопределимая. Рассматривая кронштейн как двухпоясную тонкостенную балку, положим, что пояса кронштейна полностью воспринимают изгибающий момент и работают на растяжение-сжатие, стенка работает на сдвиг от перерезывающей силы. Расчетная схема в этом случае становится статически определимой и представляет раму АВСД (рис.7.5 а), закрепленную на двух опорах А и Д. Опорами являются болты крепления подошвы кронштейна к лонжерону или задней стенке. Рассматривая равновесие части рамы А’ВСД’ (рис. 7.5), найдем

Рис. 8.5.1.

Толщина стенки кронштейна

,

Определение диаметров болтов крепления подошвы кронштейна к лонжерону или задней стенке агрегата. (рис.8.5.2)

Рис. 8.5.2.

Болты крепления работают на растяжение и срез. Усилие растяжения определяется по формуле

где B– расстояние между осями болтов; n=2 – число болтов сверху или снизу.

Усилие среза болтов:

где 2n – общее количество болтов

По каждому из усилий определяется потребный диаметр болта: ,

Принимаем диаметр болта и выполняем проверочный расчет:

Подошву основания кронштейна подбираем из условия смятия под болтами и местного изгиба под отдельным болтом Из условия смятия толщина подошвы должна быть равной ,

Из условия изгиба:

При :

Размеры проушины кронштейна определяются размерами подшипника (рис8.5.3.)

Рис.8.5.3

Подшипник подбирается по усилию Р, действующему на проушину кронштейна (реакция опоры). P=9,55кН.

Размеры подшипника выписываются из каталога подшипников: dн— наружный диаметр внешней обоймы, d— внутренний диаметр, an— ширина внешней обоймы подшипника, Ширину проушины определим по зависимости a = an + 2c,

где с— расстояние от края проушины до внешней обоймы подшипника, величина стандартизованная, зависит от наружного диаметра подшипника dн.

Перемычка t определяется не разрывом проушины, а условиями прочности при запрессовке подшипника. Ориентировочно для проушины из алюминиевых сплавов t = 3 мм.

Диаметр болта d определяется по внутреннему диаметру подшипника,

Площадь поперечного сечения стойки АД определим по зависимости:

.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Величина нагружения P........................ 955 даН.

Количество циклов нагружения узла ........... 50000

Высота лонжерона в месте крепления

подошвы кронштейна H......................... 100 мм.

Расстояние от подошвы до оси вращения L...... 123 мм.

Смещение оси вращения относительно

оси кронштейна m............................. 0 мм.

Число болтов вверху или внизу................ 2

Материал.............................. Алюминиевый сплав

Модуль упругости материала E................7200 даН/мм~2

Предел прочности материала ................44 даН/мм~2

Предел прочности материала болта.............120 даН/мм~2

ПАРАМЕТРЫ ПОДШИПНИКА

Внутpенний диаметp DBH...................... 9 мм.

Наpужный диаметp DH......................... 20 мм.

Наpужный диаметp внутpенней обоймы D1....... 16 мм.

Шиpина внутpенней обоймы AП................. 6 мм.

Шиpина наpужной обоймы В.................... 9 мм.

Радиус скpуглений наpужной обоймы R......... 0.5 мм.

Толщина пpоушины кpонштейна A............... 6.4 мм.

Наpужный диаметp пpоушины D................. 27.0 мм.

ПАРАМЕТРЫ КРОНШТЕЙНА

г==========T==========T========T==========T========T========¬

¦Расстояние¦ Площадь ¦ Шиpина ¦ Площадь ¦ Шиpина ¦Толщина ¦

¦ от ¦ веpхнего ¦веpхнего¦ нижнего ¦ нижнего¦стенки, ¦

¦ узла,мм ¦пояса,мм~2¦пояса,мм¦пояса,мм~2¦пояса,мм¦ мм ¦

¦----------+----------+--------+----------+--------+--------¦

¦ 13.5 ¦ 12.2 ¦ 4.9 ¦ 12.2 ¦ 4.9 ¦ 1.18 ¦

¦ 35.4 ¦ 21.1 ¦ 8.4 ¦ 21.1 ¦ 8.4 ¦ 0.51 ¦

¦ 57.3 ¦ 25.5 ¦ 10.2 ¦ 25.5 ¦ 10.2 ¦ 0.28 ¦

¦ 79.2 ¦ 28.2 ¦ 11.3 ¦ 28.2 ¦ 11.3 ¦ 0.18 ¦

¦ 101.1 ¦ 29.9 ¦ 12.0 ¦ 29.9 ¦ 12.0 ¦ 0.12 ¦

¦ 123.0 ¦ 31.2 ¦ 12.5 ¦ 31.2 ¦ 12.5 ¦ 0.09 ¦

L==========¦==========¦========¦==========¦========¦========-

Толщина веpхнего пояса................... 2.5 мм.

Толщина нижнего пояса.................... 2.5 мм.

Критические напряжения в верхнем поясе... 43.7 даН/мм~2

Критические напряжения в нижнем поясе.... 43.7 даН/мм~2

Расчетный диаметр болта подошвы.......... 5.00мм.

Расчетная толщина подошвы................ 0.8 мм.

Диаметр болта............................ 5.0 мм.

Толщина подошвы.......................... 1.5 мм.