4. Конструирование деталей пресса

4.1. Конструирование поперечины пресса.

Поперечину будем отливать из стали 55Л, при закалке и отпуске её предел текучести достигает значения _т = 470 МПа [1].

Соединение поперечины со стойками представляет нечто среднее между заделкой и шарниром. В запас прочности поперечину целесообразно рассматривать как балку на двух шарнирных опорах (рис. 6,б) с максимальным изгибающим моментом в сечении А-А (рис. 6,а) [1]

(4.1)

Рис. 6

Прочность поперечины обеспечена (напряжения, порождаемые моментом T_p в резьбе, малы ими можно пренебречь), если

, (4.2)

где - допускаемое напряжение при изгибе для материала поперечины, определяется по зависимостям (1.18) … (1.20), но коэффициент S₂ = 1,5, а = 0,83 [1]. Тогда коэффициент запаса прочности, определяемый по зависимости (1.19), будет равен

S = S₁ · S₂ · S₃ =1,4·1,5·1,2 = 2,52, а допускаемое напряжение при изгибе

МПа .

, (4.3)

где Н₁ – высота гайки; D₁ – наружный диаметр гайки [1].

Тогда из (4.1) и (4.2) можно найти

мм. Принимаем D₃ = 70 мм.

Вторым опасным сечением является сечение В-В (рис.6), которое может иметь различную форму. Т.к. сталь закаленная, то для нее будет рациональна тавровая форма сечения (рис. 7). Необходимо выбрать минимальную толщину отливки по формуле [1]:

, где N – приведенный габарит отливки, в мм:

Здесь - наибольшая длина отливки,D₄ – высота поперечины в месте крепления стоек принимаем равным 40 мм, - ширина отливки,- высота отливки.мм, тогда

Рис. 7 мм.

В случае стального таврового сечения условие прочности будет записано по наибольшим сжимающим напряжениям [1]:

, (4.4)

где - допускаемое напряжение при сжатии для материала стойки, определяется по зависимостям (1.18) … (1.20), но = 0,98 [1]. Тогда

МПа .

Теперь необходимо определить изгибающий момент в сечении [1]:

Н·мм

Вычислим требуемый момент сопротивления, исходя из условия (4.4):

мм³

Задавшись значением мм и максимальной высотой сечениямм, определим величину[1].

Зададим значение [1], вычислим величину:

Зная иН₃ легко найти ширину сечения [1]:

мм

Выполним проверку условия прочности [1]:

, (4.5)

где для таврового сечения

мм (4.6)

=112408 мм⁴ (4.7)

МПа

Условие выполняется, т.к. МПа

Для максимального уменьшения массы детали следует придать ей такую продольную форму, при которой в любом её поперечном сечении максимальное действующее напряжение было равно допускаемому, т.е. все сечения равнопрочны.

Для этого выполним расчет поперечины в сечении С-С (рис. 6). Зададим Н₄ – высоту сечения, по формуле [1]:

, где ;.

Н·мм

мм³

мм

По рекомендациям [1] конструктивное значение Н₄ следует принимать на 10…20 % больше расчетного. Принимаем Н₄ = 21 мм.

Ширину сечения найдем из формулы , где

мм

Выполним проверку условия прочности для сечения С-С по формулам (4.5)…(4.7)

мм

=10552 мм⁴

МПа

Условие выполняется, т.к. МПа