2. Расчёт проектируемой конструкции на прочность

2.1. Определение грузоподъёмности

Согласно технологическому заданию грузоподъёмность стенда стационарного стенда ZX0601-4 670 кг. Данную грузоподъёмность выбираем исходя из того, что стенд предназначен для разборки-сборки автомобильных двигателей, КПП, задних мостов и агрегатов отечественного и импортного производства, весом не более 560 кг.

Следовательно предполагаемая сила тяжести составит:

G=m*g, где

m - масса груза кг;

g - ускорение свободного падения, которое составляет 9,8 м/с;

G=670*9,8=6556 Н

2.2. Разборка кинематической схемы приспособления

Кинематическая схема - это такая схема, на которой показана последовательность передачи движения от двигателя через передаточныймеханизмк рабочим органаммашины(например, шпинделюстанка, режущему инструменту, ведущим колёсамавтомобиляи др.) и их взаимосвязь.

На кинематических схемах изображают только те элементымашиныилимеханизма, которые принимают участие в передаче движения (зубчатые колёса, ходовыевинты,валы,шкивы,муфтыи др.) без соблюдения размеров и пропорций.

Кроме условных графических обозначений, на кинематических схемах дают указания в виде надписей, поясняющих изображённый элемент. Например, указывают тип и характеристику двигателя, диаметры шкивов, модуль и число зубьев зубчатых колёс и др. Взаимное расположение звеньев на кинематической схеме должно соответствовать начальному, среднему или рабочему положению исполнительных органов механизма или машины.

Рис. 10 Кинематическая схема стенда ZX0601-4

где F₁ - cила возникающая при креплении ремонтируемого агрегата. Данные усилия взяты с технического задания, 560 кг = 5488 кН.

М₁- момент создаваемый закреплённым на стойке агрегатом.

М₂ - момент создаваемый на нижней балке, нагрузка на которую передаётся со стойки.

l₁-длина стойки, 95 см = 0,95 м

l₂-длина неподвижного плеча. В данном случае балки удерживающей верхнюю часть конструкции 1195 см =1,195 м

2.3. Расчёт кинематической схемы

Данную конструкцию разделим на 3 расчетные части.

1. Расчёт неподвижного плеча (верхней балки).

Рис. 11 Построение эпюр неподвижного плеча (верхней балки)

Дано:

F₁ = 5,488кН

l₁= 0.05 м.

Сумма моментов всех сил относительно точки A должна равняться нулю:

∑M^A = - M_A - F₁c₁

∑M^A =- M_A – 5,488·0.05 =

= - M_A - 0.274 = 0 ⇒

⇒ M_A = -0.274 кНм;;

Сумма проекций всех сил на вертикальную ось должна равняться нулю:

∑Y = R_A - F

∑Y = R_A – 5,488 =

= R_A – 5,488 = 0 ⇒

⇒ R_A = 5,488 кН;

Для проверки вычислим сумму моментов всех сил относительно точки B:

∑M^B = - M_A - R_A L + F₁(L - c₁)

∑M^B = 0.274 – 5,488·0.05 + 5,488·(0.05 - 0.05) =

= 0.274 - 0.274 + 0 = 0;

Участок I (0 ≤ z ≤ 0,05):

Поперечная сила Q:

Q_I(0) = 5,488 кН;

Q_I(0.05) = 5,488 кН;

Изгибающий момент M:

M_I(0) = 5,488·0 - 0.274 = -0.274 кНм;

M_I(0.05) = 5,488·0.05 - 0.274 = 0;

По полученным данным строим эпюры.

2. Расчёт стойки.

Рис. 12 Построение эпюр стойки.

Дано:

М₁ = F₁*l₁

М₁ = 5,488*0,05=0,274 кНм

l₁ = 0,05м

l₂ = 0,95м

Сумма моментов всех сил относительно точки A должна равняться нулю:

∑MA = - M_A - M₁

∑MA = - M_A - 0.274 =

= - M_A - 0.274 = 0 ⇒

⇒ M_A = -0.274 кНм;

Сумма проекций всех сил на вертикальную ось должна равняться нулю:

∑Y = RA = RA =

= RA + 0 = 0 ⇒

⇒ RA = 0;

Для проверки вычислим сумму моментов всех сил относительно точки B:

∑MB = - M_A - R_A L - M₁

∑MB  = 0.274 + 0·0.95 - 0.274 =

= 0.274 + 0 - 0.274= 0;

Участок I (0 ≤ z ≤ 0.95):

Поперечная сила Q:

QI(0) = 0;

QI(0.95) = 0.

Изгибающий момент M:

M_I(0) = -0.274 кНм;

M_I(0.95) = -0.274 кНм;

3. Расчёт нижней балки.

Рис. 13 Построение эпюр нижней балки.

М₂ = М₁+10%

М₂ = 0,274+0,274=0,548кНм

Сумма моментов всех сил относительно точки B должна равняться нулю:

∑M^B =- R_A L - M₁ = - R_A·1.195 - 0.548 =

= - R_A·1.195 - 0.548 = 0 ⇒

⇒ R_A = -0.548/1.195 = -0.458 кН;

Сумма моментов всех сил относительно точки A должна равняться нулю:

∑M^A  = R_B L - M₁ = R_B·1.195 - 0.548 =

= R_B·1.195 - 0.548 = 0 ⇒

⇒ R_B = 0.548/1.195 = 0.458 кН;

Для проверки вычислим сумму проекций всех сил на вертикальную ось:

∑Y = = R_A + R_B

∑Y = -0.458 + 0.458 = 0;

Участок I (0 ≤ z ≤ 0,1):

Поперечная сила Q:

Q_I(0) = -0.458 кН;

Q_I(0.1) = -0.458 кН;

Изгибающий момент M:

M_I(0) = -0.458·0 = 0;

M_I(0.1) = -0.458·0.1 = -0.0458 кНм;

Участок II (0.1 ≤ z ≤ 1.195):

Поперечная сила Q:

Q_II(0.1) = -0.458 кН;

Q_II(1.195) = -0.458 кН;

Изгибающий момент M:

M_II(0.1) = -0.458·0.1 + 0.548 = 0.5 кНм;

M_II(1.195) = -0.458·1.195 + 0.548 = 0;