5.4. Расчет потребного усилия выпрессовки деталей.

Для определения потребного усилия выпрессовки колец подшипников при­меняется следующая формула:

Q=f*d*e*r, где

Q - наибольшее усилие выпрессовки, кг;

f- коэффициент трения (для сопряжения сталь-чугун без смазки f=0,13);

d - диаметр поверхности сопряжения, см.

r=1/d*б/(c₁/Е₁+c₂/Е₂) - напряжение сжатия, получающееся на поверхности сопряжения деталей, кг/см², где б - средний натяг, см;

Е₁ и Е₂ - модули упругости материалов сопряжения деталей, кг/см².

Е₁=2,1*10⁶ кг/см² - для стали; Е₂=1,5*10⁶ кг/см² - для чугуна.

Рис. 5.2. Схема нгружения сопряжения подшипник-корпус.

Наибольший подшипник, который можно выпрессовать разрабатываем съемником - это подшипник N206 (d=62 мм, d₀=57,2 мм, l=16 мм).

Следовательно, расчет будем вести по подшипнику №206, т. е. исходим из наиболее тяжелых условий работы.

Определяем расчетный натяг.

Выбираем из возможных посадок подшипника №206 посадку с наи­большим натягом - это посадка Р7/l₀. Средний расчетный натяг находим по следующим формулам.

N_ср=N_mах+ N_min, мкм, где

N_mах - максимальный натяг, мкм

N_min - минимальный натяг, мкм

N_mах =es-EY; N_min = ei-ES.

Где es - верхнее отклонение наружного кольца подшипника, мкм.

EY - нижнее отклонение отверстия, мкм.

ei - нижнее отклонение наружного кольца подшипника, мкм.

ES - верхнее отклонение отверстия, мкм.

Для посадки Ø 62Р7/l₀

EY = -51 мкм es =0

ei = -13 мкм ES = -21 мкм

Тогда:

N_mах =0-(-51)=51 мкм

N_min =-13-(-21)=8мкм

Отсюд а средний расчетный натяг.

N_ср=51+8/2=29,5 мкм=0,00295

Напряжение сжатия, получающееся на поверхности сопряжения деталей.

г=1/6,2*0,00295/(9,23/2,1*10⁶+9,83/1,5*10⁶)=43

Тогда условия выпрессовки.

Q=0,13*3,14*6,2*1,6*43=179,1 кг

Принимаем для расчета усилия в 2 раза превышающее расчетное, т. е. 358 кг.

5.5. Расчет лапок-захватов.

Расчет лапок-захватов ведем по напряжениям растяжения.

Формула проектного расчета:

А Р/[Б_Р], где

А - суммарная площадь поперечного сечения обеих лапок м²

Р - усилие выпрессовки подшипника, Р=358 кг=3508 Н

[Б_р] - допускаемое напряжение на растяжение [Б_р]=Б_т/[n_т], где

Б_т - предел текучести для стали 45

Б_т=19110м/см²=191,1*10⁶м/м²

[n_т] - допускаемый предел прочности.

[n_т]=4,8

[Б_р]=191,1*10⁶м/м²

А>3508/39,8*10⁶=88*10^-6 м²=88 мм²

Тогда площадь поперечного сечения одной лапки А₁=А/2=88/2=44 мм²

Принимаем длину поперечного сечения лапки 1=8 мм

Тогда ширина сечения b=1/8=44/8=5,5мм

Схема нагружения лапки при выпрессовки подшипника.

Рис. 5.3. Схема нагружения.

При работе лапка испытывает сложное сопротивление изгиба, растяже­ния и среза.

Наиболее опасным является сечение А-А. Разложим силу Р на две составляющие:

Р₁=Р sin а, Р₂=Р cos а

Где а - угол наклона лапки.

Р₁=179 sin 8^°=25 кг=245 Н, Р₂=179 cos 8^°=177 кг=1734 Н

Напряжение действующее в опасном сечении растяжение от силы Р₂ Б_р=Р₂/F=Р₂/bh, где

b - ширина сечения лапки b=5,5 мм

h - длина сечения лапки h=8 мм

Б= 177/8*5,5=4 кг/мм²

-изгиба от силы Р₁ и Р₂

Б_и1=М_и1/W=Р₁*l/(b*h²/b), Б_и2= М_и2/W=Р₂*l/(b*h²/b),

где М_и1 и М_и2 - изгибающие моменты соответственно от сил Р₁ и Р₂;

W - момент сопротивления сечения.

Б_и1=6*25*22/8*5,5²=13,6 кг/мм²= 13,3*10^-6 Н/м²

Б_и2=6*177*22/8*5,5²=13,2 кг/мм²= 12,9*10^-6 Н/м²

Суммарное напряжение Б=Б_р+Б_и1+Б_и2=4+13,6+13,2=30,2 кг/мм²

Допускае мое напряжение для закаленной стали 45 с пределом текучести Б_т=440 мПс (44 кг/мм²) принимаем 0,8 Б_т, т.е. [Б_т]=0,8*44=35,2 кг/мм²

Условие прочности Б [Б] выдержано

Кроме этого буртик лапки проверяем на срез по условию:

Г_ср=Р₂/F=Р₂/b*h,

где h - ширина буртика b=5,5 мм

h - высота буртика h=8 мм

[Г]=0,25Б_т=0,25*44=11 кг/мм²=10,7*10^-6 Н/м²

Г_ср=177/8*5,5=4,0 кг/мм²=4,0 кг/мм²=3,9*10^-6 Н/м²

Условие прочности Гср Г] выдержано

В месте посадки лапок на силовой винт рассчитываем штифты. Проектируемый расчет штифтов ведем по напряжениям среза: d= , где

d - диаметр штифта, м²

F - сила действующая на штифт

F=Р/2=3508/2=1754Н

[Г_с] - допустимое напряжение на срез, для штифта

[Г_с]=(0,2:0,3)Бт=(0,2:0,3)*1911*10⁶=57,3*10⁶Н/м² d=

Принимаем штифт диаметром 6 мм, длиной 24 мм ГОСТ 3128-70 5.6. Проверочный расчет силового винта.

Принимаем наружную резьбу силового винта М27 (внутренний диаметр 23,752 мм).

Внутренний диаметр силового винта М14.

Делаем проверочный расчет винта по напряжениям растяжения:

Б_adm=Р/А [Б_р], где

Б_adm - расчетное напряжение на силовом винте;

Р=3508 Н - усилие выпрессовки подшипника;

А - площадь поперечного сечения, м²

А=П/4(D²*d²), где

Б - внутренний диаметр наружной резьбы винта, D=23,752 мм

d - диаметр внутренней резьбы весны, мм

А=П/4(23,752²*14²)=288 мм²=288*10^-6 м²

[Б_р]=39,8*10 Н/м (см. расчет лапок-захватов)

Б_adm=3508/288*10^-6=12,1*10⁶<39,8*10⁶

Условие прочности соблюдается.

Рис.5.4. Винт силовой.