5. Проверка диаметра пальца по условиям прочности

5.1. Расчет пальца на срез

Напряжения среза пальца в сечении I-I, рис. 1, τ _с, МПа:

. (8)

При определении допустимых напряжений [τ_с] по формуле (6) для материала пальца по табл. 1:

- коэффициент Кτ _р определяют по табл.3 в зависимости от диаметра пальца d;

- коэффициент Кτ _п определяют по табл.4, полагая поверхность пальца шлифованной;

- коэффициент Кτ_к = 1 принимают для конструкции пальца без буртиков или проточек в опасном сечении;

- коэффициент Кτ_у определяют по табл. 6, обычно рекомендуется использовать поверхностное упрочнение.

Если условие прочности по формуле (8) не выполнено, следует выбрать более качественную марку стали или увеличить диаметр пальца d.

Рис. 4. Детали с типовыми концентраторами напряжений: а – переход от меньше­го размера b к большему l, радиус сопряжения r₁; б – поперечное отверстие диа­метром d₁

Рис. 5. Расчетная схема пальца шарнира: а – эпюра перерезывающих сил; б – эпю­ра изгибающих моментов

5.2. Расчет пальца на изгиб

Учитывая неопределенность условий защемления пальца в щеках и влияния прогиба пальца и деформаций щёк на распределение удельной нагрузки, принимают упрощенную расчётную схему балки на двух опорах, нагруженной двумя сосредоточенными силами, рис. 5. Максимальные напряжения изгиба развиваются в среднем пролёте балки. Напряжения изгиба пальца, σ_и , МПа, в сечении 4-4, рис. 5:

σ_и = M /W ≤ [σ_и], (9)

где М – изгибающий момент в опасном сечении, Н∙мм:

M = 0,125F_max (l+2δ);

W – осевой момент сопротивления, мм³:

W = πd³/32 0,1d ³,

l - длина трущейся части пальца, определяемая в зависимости от отношения l/d, заданного в Прил. и диаметра пальца d, мм, найденного в п.4.1; δ – толщина стенки проушины, определяемая в п.6.1;

[σ_и] – допускаемые напряжения при изгибе по форм. (6).

В расчете по формулам (6) и (9):

- Kσ_к – коэффициент определяют по табл. 5 с учетом концентратора напряжений - поперечного отверстия для подвода смазки, рис. 1;

- коэффициенты Kσ_p, Kσ_п и К_у назначают аналогично расчёту пальца по п.5.1.

Если условие прочности по формуле (9) не выполнено, следует увеличить диа­метр пальца d.

Окончательная величина d, проставляемая на чертеже, округляется до ближайшего большего стандартного значения из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.