5.3.Выбор крюка и упорного подшипника

Крюк рассчитан в 1 части.

Упорный подшипник под гайку крюка выбирается с учетом диаметра прямолинейной части крюка с проверкой на статическую грузоподъемность, т.е.

,

,

где d – внутренний диаметр упорного подшипника, мм

d_kp – диаметр прямолинейной части крюка, мм

С_о – статическая грузоподъемность упорного подшипника, кН

Подбираем шариковый упорный одинарный подшипник по ГОСТ 7872-89

Обозначение: Подшипник 8018 по ГОСТ 7872-89

Серия: диаметров 1, высот 1.

Внутренний диаметр d – 90мм

Внешний диаметр – 120мм

5.4.Расчет траверсы

5.4.1.Определение высоты траверсы

Траверса рассчитывается как балка на двух опорах, нагруженная распределенной нагрузкой. Расчетная схема траверсы показана на рис.5.

Необходимый момент сопротивления поперечного сечения траверсы W_x (мм³) определяется по формуле

= =3193,29мм³

где M_И^max – наибольший изгибающий момент в опасном сечении, Н*мм;

[σ]_И – допускаемое напряжение при изгибе, МПа

1-крюк однорогий, 2-траверса, 3-упорный подшипник, 4-серьга, 5-защитный кожух, 6-блок, 7-ось блока,8-подшипник шариковый, 9-гайка

Рис.5.1 Схема однобалочной подвески и расчётная схема траверсы.

Для стали 40 или 45 [σ]_И = = = 81,5 МПа,

Величина М_из^max (Н*мм) определяется по формуле

где ℓ - расчетная длина траверсы, мм

D – наружный диаметр упорного подшипника, мм

Расчетная длина траверсы ℓ (мм) определяется по формуле:

если D=120мм > B_бл + 2δ_кр =72+2*10=92 мм, то ℓ = D + (30... 40) =120+35=155мм

где В_бл – ширина блока, мм;

δ_кр – толщина крышки, δ_кр = 8... 12мм, принимаем 10 мм

Необходимая высота сечения траверсы h (мм) определяется из выражения:

откуда

=

где В – ширина траверсы, мм;

d_ОТ – диаметр отверстия, мм.

Ширину сечения траверсы В (мм) можно принять

=120+45=165мм

Диаметр отверстия d_ОТ (мм) под прямолинейную часть крюка

=80+7=87мм

5.4.2.Расчет цапфы

Диаметр цапфы траверсы d_ц (мм) ориентировочно можно принимать

=0,85*49,5=42,08мм

Во избежание задира материала на поверхности цапфы при повороте траверсы относительно серьги удельное давление q (МПа) (рис.5.2) не должно превышать допускаемого значения [q] , т.е.

q принимаем равным 50 МПа

где δ – толщина серьги, мм

Допускаемое удельное давление между цапфой и серьгой

[q] = 80... 90 МПа

5.5.Расчет диаметра оси блока

Ось блока рассчитывается на изгиб как балка, нагруженная силой Q_Н (рис.5.3)

Если число блоков два и более, то ось блоков рассчитывается как балка нагруженная силами (Z – число блоков подвески), (рис.5.4)

Рис.5.5.1 Схема для расчёта цапфы траверсы на удельное давление

Рис.5.5.2 Расчётная схема оси блока одноблочной подвески

Из условия прочности на изгиб диаметр оси блока d_о (мм) определяется по формуле:

=

где М_из^max – наибольший изгибающий момент в опасном сечении (посередине балки), Н*мм

[σ]_u – допускаемое напряжение на изгиб, МПа

Для материала оси сталь 40 или 45

₌ ,

где К_з – коэффициент запаса, К_з = 1,6... 1,8 (ось выполнена соответственно из поковки или отливки)

σ_Т – предел текучести стали 40, σ_Т = 245 МПа

Для принятой расчетной схемы наибольший изгибающий момент М_из^max (Н*мм) определяется по формуле:

,

где ℓ - расчетная длина оси, равная расчетной длине траверсы, мм

Диаметр оси принимается равным внутреннему диаметру шарикоподшипников, установленных в ступицу блока (в ступицу устанавливаются два подшипника).