3.7 Расчеты конструкторской части

3.7.1. Расчет чизельных лап

На проектируемую машину устанавливаем оборотную лапу на подпружиненной стойке для глубоких рыхлителей общего назначения. Стойку выбрали из условия (4.1):

(3.1)

где а – глубина обработки, мм;

Н – высота стойки, мм.

Т. к. минимальная глубина обработки должна быть 250 мм, то выбираем стойку с размерами L=205 мм; R=230 мм; ; Н=560 мм, где глубина обработки до 280 мм.

Рисунок 3.22-Проектируемая чизельная лапа

Для выбора предохранительной пружины необходимо определить силу необходимую для ее растяжения определяется по формуле 3.2:

F= (3.2)

Где a – глубина обработки, м

b – сечение стойки, м

– сопротивление почвы, кН/м .

Сечение стойки определяется по формуле 4.3.

b = (3.3)

где h – ширина стойки, м

с – толщина стойки, м

=0,065 м

Выбираем пружину № 155, с проволокой 1класса работающая на растяжение с диаметром равным 8 мм, а наружным диаметром пружины равным 63 мм и с силой пружины при максимальной деформации 3750 Н.

Пружина крепится к раме с помощью нормального болта с резьбой М20

При затяжке болта в нем возникает максимальная сила F [7] определяется по формуле 4.4:

, (3.4)

где – внутренний диаметр резьбы, мм;

– предел текучести материала болта, Н/мм².

2808 Н.

Момент затяжки болта определяется по формуле 4.5 [7]:

, (3.5)

где – коэффициент трения стали о сталь, ;

– приведенные угол трения, град, ,

– коэффициент трения в резьбе [8]:

.

тогда

;

– средний диаметр опорной поверхности гайки, мм.

Необходимое усилие на ключе при затяжке определяется по формуле 4.6 [8]:

, (3.6)

где – длина рукоятки стандартного ключа, ;

Н.

Проверим витки болта и гайки на смятие и срез (рисунок 3.23).

Среднее смятие в резьбе определим по формуле 3.7 [8]:

, (3.7)

где – число витков по длине свинчивания определим по формуле 4.8, шт [8].

Рисунок 4.6 – Схема резьбового соединения:

d - наружный диаметр резьбы; d₁ – внутренний диаметр резьбы; d₂ – средний диаметр резьбы; Р - шаг резьбы; F – сила затяжки болта.

, (3.8)

– длина свинчивания, Н=40 мм;

– шаг резьбы, Р=1,5 мм;

шт,

– внутренний диаметр резьбы, мм;

– средний диаметр резьбы, мм;

– наружный диаметр резьбы, мм;

– коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы с учетом пластических деформаций [8].

По ГОСТ 9150-59 мм, мм, мм, , для стали 35 , где Н/мм² .

Тогда

Н/мм²,

Н/мм².

Условие: 8,39<256 Н/мм² показывает о способности резьбового соединения надежно работать на смятие.

Касательные напряжения среза резьбы определяются:

– для болта определим по формуле 4.9 [8]

, (3.9)

где R=0,8 для метрической резьбы,

Н/мм²;

– для гайки определим по формуле 4.10:

, (3.10)

Н/мм²;

Болт и гайка изготовлены из стали 35 [8]:

Н/мм²

(3.11)

(3.12)

Тогда 64>2,22 Н/мм² , 64>2,15 Н/мм² , что указывает на надежность работы соединения.