- •Узел шарнирного механизма
- •1. Общие указания
- •2. Выбор материалов и вида термообработки
- •3. Определение диаметра пальца шарнира из условия износостойкости
- •3.1 Предварительный расчёт диаметра пальца
- •3.2 Проверка шарнира по критерию износостойкости
- •4. Определение допускаемых напряжений
- •4.1. Общие условия прочности
- •4.2. Предельные напряжения
- •5. Проверка диаметра пальца по условиям прочности
- •5.1. Расчет пальца на срез
- •5.2. Расчет пальца на изгиб
- •6. Определение размеров проушины
- •6.1. Расчет проушины на растяжение
- •6.2. Расчет проушины по Ляме
- •6.3. Расчет проушины на смятие
- •7. Указания к проектированию вариантов задания
- •7.1. Общие для всех вариантов указания
- •7.2. Шарнирный узел механизма машины для литья под давлением
- •7.3. Шарнирный узел механизма рессорного молота
- •Рекомендуемая литература
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Содержание
6. Определение размеров проушины
6.1. Расчет проушины на растяжение
В опасном сечении проушины 2-2, рис.1, развиваются напряжения растяжения, σ p , МПа:
(10)
где [σ p] - допускаемые напряжения при растяжении по формуле (6) для материала проушины.
При расчете предельных напряжений σlim по форм. (6):
- коэффициент Kσp определяют по табл. 3 в зависимости от диаметра отверстия d;
- коэффициент Kσп определяют по табл. 4, полагая поверхность проушины подвергнутой грубой обработке (обдирке);
- коэффициент Kσк = 1 принимают как для конструкции без концентраторов напряжений;
- коэффициент Ку = 1, обычно рекомендуется использовать термическое улучшение без поверхностного упрочнения.
Для проектировочного расчета проушины задают соотношение размеров:
Тогда по формуле (10) диаметр D и толщина S проушины равны:
(11)
Полученное размеры округляют до больших стандартных значений из ряда, указанного в разд. 3.
6.2. Расчет проушины по Ляме
Проверка напряжений по Ляме актуальна для относительно широких проушин: D/d > 1,5. Напряжения σл, МПа, проверяют в опасном сечении 2-2 проушин, рис.1:
(12)
При расчете по формуле (11) принимают допустимые напряжения [σл] = (1,4…1,7)[σ p].
Если проверка по формуле (12) не обеспечена, следует увеличить толщину проушины 2. При отношении D/d < 1,5 прочность проушины по Ляме обычно обеспечивается, если выполнена проверка прочности на растяжение по формулам (10), (11).
6.3. Расчет проушины на смятие
Напряжения смятия σ см , МПа, между пальцем и проушиной:
(13)
где Кнер= 4/π – коэффициент неравномерности распределения напряжений смятия.
При расчёте по формуле (13) принимают допускаемые напряжения
[σсм]= σT /[Sсм],
где σT - предел текучести материала проушины по табл. 1;
[Sсм] – запас прочности, принимают [Sсм] = 1,5.
Если условие прочности по формуле (13) не выполнено, толщину проушины следует увеличить. Окончательное решение о величине толщины δ принимают с учётом конструкции осевого крепления пальца, см п. 7.1.
7. Указания к проектированию вариантов задания
7.1. Общие для всех вариантов указания
Фиксация пальца в осевом направлении может быть выполнена с помощью закладной планки, закрепляемой на щеке обоймы с помощью двух винтов диаметром М6...М8, (Прил. 1,2). В этих вариантах на выступающей из проушины концевой части пальца должен быть выполнен паз (Прил. 1 и 2, палец неподвижен). Глубина паза (или проточки) h = 3...5 мм. Толщина закладной планки t =3...5 мм. Толщина щек проушины, найденная в п.6.3 по условиям ее прочности, может быть увеличена до δ ≥ 6.. .8 мм для размещения резьбовых гнезд крепежных винтов.
Подвод консистентной смазки к поверхностям трения шарнира (рис.1)
производится периодически через осевое и радиальное отверстия в пальце 1.
Диаметр отверстий назначают d1= 3...6 мм в зависимости от диаметра пальца d.
Отверстие закрывается резьбовой пробкой соответственно диаметром М5...8.
Распределение смазки вдоль пальца (рис.1) осуществляют различными способами:
а) если направление реакции на палец неопределенно, то во втулке штока 2 выполняют кольцевую канавку диаметром D1 = d + 2 мм; б) если направление реакции на палец при работе механизма изменяется в
пределах = 0... 180°, то на пальце выполняют продольную канавку длиной
l = l1-2 c, где с =5...10 мм, канавка должна отстоять от предполагаемого места приложения наибольшей по величине реакции на угол φ1 = 90°;
в) если направление реакции на палец при работе механизма изменяется в пределах φ = 0...360° , то на пальце выполняют две продольные канавки длиной l = l1-2 c, где с = 5...10 мм, канавки должны располагаться диаметрально противоположно.