4.2.6 Calculul degetelor de forfecare

Calculăm degetul pe tăietură.

Puterea degetelor garantată

4.3.5 Calculul rulmenților brațului

Alegem un rulment sferic cu role cu două rânduri Nr. 3003168 conform GOST 5721-75 cu parametrii: C=2130000 N, d=340mm, D=520mm, B=133mm.

Vom calcula metodologia conform formulei expuse în.

Durata de viata a rulmentului:

unde b 1 este factorul pentru luarea în considerare a direcției sarcinii, b 1 \u003d 5;

b 2 - coeficient pentru luarea în considerare a condițiilor de lubrifiere, b 2 \u003d 1;

b 3 - coeficient de temperatură, b 3 = 1;

b 4 - coeficient dimensional, b 4 \u003d 1,5;

b 5 - factor pentru luarea în considerare a proprietăților materialului, b 5 = 1,1;

D a - diametrul sferei, D a = 100 mm;

c - jumătate din unghiul de oscilație, c = 90 o;

C - capacitatea de sarcină dinamică nominală, C = 2130000 N;

Durata de viață a rulmentului pârghiei:

La împingerea unui rând de semifabricate, arborele de antrenare, pârghia și, în consecință, rulmentul pârghiei se rotesc printr-un unghi de 180 și prin același unghi în timpul cursei inverse. Acest unghi corespunde unei ture.

Acestea. un număr de semifabricate reprezintă 1 rotație a rulmentului pârghiei.

Masa unui rând de semifabricate este de 11200 kg = 112 tone Productivitatea morii este de 210 t / h.

Numărul de spații pentru 1 oră 210/112 = 1,85 buc.

Aceasta înseamnă că în 1 oră rulmentul pârghiei va face 1,85 rotații.

Apoi, durata de viață, exprimată în ore, pentru rulmentul brațului este G/15.

Fondul anual de ore de lucru este de 7200..7400 ore (daca scadem orele de reparatii programate ale intregii morii din 8760 ore pe an). Având în vedere acest lucru, putem exprima durata de viață în ani:

unde n h - rotații la rulment în 1 oră.

Durata de viață a rulmentului pârghiei:

Pompa electrica etansa

Unde este efortul de forfecare admisibil al cheii, se respectă condiția de verificare a conexiunii cheii pentru forfecare...

Atribuim grosimea gulerului piuliței, luând-o egală cu: NB = 0,3 * NG = 21 mm. Secţiunea periculoasă: 3 - 3 (Fig. 2); Condiția rezistenței statice la forfecare: fsr? [fsr]; unde [fsr] = ; [s] = 4…5; yB= 250 MPa; Să luăm [s]=5, [fsr] = MPa. ==8...

Design mecanism cu șuruburi

Secţiunea periculoasă: 4 - 4 (Fig. 2); Vezi schema de încărcare a bobinei din fig. 5; Orez. Fig. 5. Schema de încărcare a unei bobine cu filet la calcularea forfeiajului Condiția rezistenței statice la forfecare: fsr? [fsr] (definiția [fsr] - vezi mai sus)...

Designul unității

Condiție de rezistență la forfecare, unde [fsr] - efort de forfecare admisibil; [fsr] = 100 MPa (, p. 74); prin urmare, se asigură condiția de rezistență. 8.2 Conectarea cu cheie a arborelui de viteză mică cu angrenajul. 8.2...

Designul unității

Condiție de rezistență la forfecare, unde [fsr] = 100 MPa (, p. 74); prin urmare, se asigură condiția de rezistență. 8.3 Conexiunea cu cheie a arborelui de viteză mică al cutiei de viteze cu pinionul de antrenare al transmisiei cu lanț 8.3...

Designul unității

Condiție de rezistență la forfecare, unde [fsr] = 100 MPa (, p. 74); prin urmare, starea de rezistență este asigurată...

Design de antrenare a transportorului cu bandă

Selecția conexiunilor cu cheie a fost efectuată în prima etapă a schiței. Toate diblurile sunt prismatice (GOST 233360-78) (vezi Figura 8) Diblul suferă stres lateral de strivire a suprafeței (cm) și efort de forfecare (sr)...

Proiectarea unei cutii de viteze realizată conform schemei unui mecanism planetar diferențial închis pentru un motor turbopropulsor de mare altitudine

Piulița crestă 76 preia împingerea șurubului. Cu ajutorul acestuia, cursa interioară detașabilă a rulmentului cu bile 70 este presată pe umărul arborelui, fixează și butucul autobuzului 39 pe caneluri. Verificați filetele piuliței pentru forfecare: (5.1...

Proiectarea unei raclete MoAZ-60071

Pentru a calcula mărimea degetului, să-l luăm ca pe o bară fixată pe două suporturi, asupra căreia acționează forța Sp, din partea laterală a cilindrului hidraulic, care provoacă momente încovoietoare, deoarece momentul încovoietor acționează într-un plan...

Calculul unui motor cu piston de avion

Calculul se face pentru rezistența din momentele încovoietoare; la deformarea maximă admisă (ovalizare) pentru a evita blocarea în capul superior al bielei; asupra presiunii specifice pe suprafețele sale de frecare...

Calculul acționării împingătorului cuptorului

Tensiunile de forfecare sunt determinate de formula: în care: b - lățimea cheii, - zona de tăiere a cheii, - efortul de forfecare admisibil, = 60 ... 100 MPa (sunt acceptate valori mai mici pentru încărcare neuniformă sau șoc), l - cheie standard lungime...

Calculul unui motor diesel cu patru cilindri în linie

În timpul funcționării motorului, știftul pistonului este supus unor sarcini variabile care au ca rezultat solicitări de încovoiere, forfecare, prăbușire și ovalizare. În conformitate cu condițiile de lucru specificate pentru materiale...

Reductor pentru turbopropulsor la mare altitudine

Piulița cu fante preia împingerea șurubului. Cu ajutorul acestuia, cursa interioară despicată a rulmentului cu bile este presată pe umărul arborelui; de asemenea, fixează butucul de rulare pe caneluri. Verificați filetele piuliței pentru forfecare: (5.1...

Unelte melcate

, (6.2) unde b - lățimea cheii, mm; . Astfel, puterea conexiunilor cheie este asigurată...

termică și calcule constructive compresor cu piston

Cea mai mare presiune pe bolțul pistonului din rulment. Cea mai mare presiune la joncțiunea știftului cu pistonul. Tensiunea de la încovoiere. Tensiunea pe forfecare în secțiunea dintre boful pistonului și cap...

schimb numită încărcare, în care în secțiunea transversală a fasciculului apare un singur factor de forță intern - forța transversală.

Să considerăm un fascicul asupra căruia acționează două forțe, egale ca mărime (Fig. 20) și direcționate opus. Aceste forțe sunt perpendiculare pe axa fasciculului, iar distanța dintre ele este neglijabilă. Cu o valoare suficientă a acestor forțe, are loc o tăiere.

Partea stângă a corpului este separată de cea dreaptă de-a lungul unei anumite secțiuni AB. Deformarea care precedă forfecarea, care constă în deformarea unghiurilor drepte ale unui paralelipiped elementar, se numește forfecare. Pe fig. douăzeci, b forfecarea care are loc în cutie înainte ca tăierea să fie arătată; dreptunghi un pat devine un paralelogram un pat„. valoare SS K , la care sectiunea CD mutat faţă de secţiunea vecină ab, se numește schimbare absolută. Unghiul Y, prin care se modifică unghiurile drepte ale paralelipipedului, se numește deplasare relativă.

Orez. 20. Schema deformarii prin forfecare: A) forțele de tăiere care acționează asupra grinzii; b) deformarea elementului grinda un pat

Datorită micii deformări, unghiul La poate fi definit astfel:

Este evident că în secţiune AB dintre cei șase factori de forță interni, va apărea doar forța transversală Q, egal cu puterea F:

Având în vedere forța de forfecare Q determină să apară doar tensiuni tangenţiale.

O imagine similară se observă în detaliile care servesc la conectare elemente individuale mașini, - nituri, știfturi, șuruburi etc., deoarece în multe cazuri percep sarcini perpendiculare pe axa lor longitudinală.

Sarcina de forfecare in detalii specificate apare, în special, în timpul tensiunii (compresiunii) elementelor conectate. Pe fig. 21 prezintă exemple de conexiuni cu știft (a), nit (b), cu șuruburi (c) și cu cheie (d). Aceeași natură a încărcării pieselor de legătură are loc și la transmiterea cuplului, de exemplu, la conectarea unui angrenaj la un arbore folosind un știft, care, la transferul cuplului de la o angrenare la un arbore (sau invers), poartă un sarcina perpendiculara pe axa acesteia.

Orez. 21.

A)știft; b) nituire; în)înșurubat; G) canalul cheii

Condițiile reale de funcționare ale pieselor luate în considerare sunt complexe și depind în mare măsură de tehnologia de fabricație a elementelor structurale individuale și de asamblarea acestora.

Calculele practice ale acestor detalii sunt foarte condiționate și se bazează pe următoarele ipoteze de bază:

• 1. În secțiune transversală apare un singur factor de forță intern - forța transversală Q.
• 2. Tensiunile de forfecare care apar în secțiunea transversală sunt distribuite uniform pe suprafața acesteia.
• 3. Dacă îmbinarea se face prin mai multe piese identice (șuruburi etc.), se presupune că toate sunt încărcate egal.

Distrugerea elementelor de legătură (în cazul unei rezistențe insuficiente) are loc ca urmare a tăierii lor de-a lungul unui plan care coincide cu suprafața de contact a pieselor de îmbinat (vezi Fig. 21.6). Prin urmare, se spune că aceste elemente lucrează la forfecare, iar tensiunile de forfecare care apar în secțiunea lor transversală sunt denumite și tensiuni de forfecare si denota t cf.

Pe baza ipotezelor de mai sus, obținem următoarea condiție de rezistență la forfecare:

Unde g C p- efort de forfecare de proiectare care apare în secțiunea transversală a piesei calculate; Q- forța transversală care provoacă forfecarea elementelor de legătură (șuruburi, nituri etc.); [t sr]- efort de forfecare admisibil, in functie de materialul elementelor de legatura si conditiile de functionare ale structurii; ZA cp- suprafata totala de taiere: LA cp - A cp t(Aici Și miercuri- zona tăiată a unui element de legătură; z- numărul elementelor de legătură; / - numărul de planuri tăiate dintr-un element de legătură).

În inginerie mecanică, atunci când calculează știfturi, șuruburi, chei etc., iau [t cf ] = (0,5 ... 0,6) * [o] - pentru materiale plastice și [x cf] = (0,8... 1,0)-[A]- pentru materiale casante. Valorile mai mici sunt luate la o precizie scăzută în determinarea sarcinilor care acționează și a posibilității de încărcare nu strict statică.

Formula (30) este dependența pentru calculul de verificare conexiuni de forfecare. În funcție de enunțul problemei, acesta poate fi convertit pentru a determina sarcina admisă sau aria secțiunii transversale necesară (calcul de proiectare).

Calculul la forfecare asigură rezistența elementelor de legătură, dar nu garantează fiabilitatea structurii (ansamblului) în ansamblu. Dacă grosimea elementelor conectate este insuficientă, atunci presiunile care apar între pereții găurilor lor și piesele de legătură se dovedesc a fi inacceptabil de mari. Ca urmare, pereții găurilor sunt mototolite și conexiunea devine nesigură. Dacă modificarea formei găurii este semnificativă (la presiuni mari), iar distanța de la centrul său până la marginea elementului este mică, o parte a elementului poate fi tăiată (demontată).

în care presiuni care apar între suprafețele găurilor și fitingurilor(Fig. 22, a) la numit tensiuni de forfecare si desemneaza-le Os*. În consecință, un calcul care asigură alegerea unor astfel de dimensiuni ale pieselor pentru care nu vor exista deformații semnificative ale pereților găurilor se numește calcul de colaps. Distribuția tensiunilor de strivire pe suprafața de contact a pieselor este foarte nedefinită (Fig. 22, b)și în mare măsură depinde de golul (în stare fără sarcină) dintre pereții găurii și șurub (nit etc.).

Orez. 22. Transmiterea presiunii pe arborele nitului: A) forma generala conexiune cu nituri; b) distribuția tensiunilor de-a lungul generatricei; în) zona de strivire a niturilor

Calculul pentru prăbușire este, de asemenea, condiționat și se efectuează pe ipoteza că forțele de interacțiune dintre părți sunt distribuite uniform pe suprafața de contact și sunt normale cu această suprafață în toate punctele.

Formula de calcul corespunzătoare are forma

Unde F- sarcina de strivire; 1A SM - suprafata totala de zdrobire; [[a cm \u003d (2,..2,5) - [ [а с ] - efortul de compresiune admisibil al materialelor de contact, a cărui rezistență este mai mică.

Pentru aria calculată de colaps la contactul de-a lungul planului (Fig. 21, G) luați zona reală de contact A cm = 1-1, unde / - dimensiunea cheii în direcția perpendiculară pe planul desenului; la contactul de-a lungul unei suprafețe cilindrice (vezi Fig. 21, a, b, c și Fig. 22, a, în) pentru aria calculată se ia aria proiecției suprafeței de contact pe planul diametral, adică. A cm = d-d. Cu grosimi diferite ale pieselor de îmbinat, formula de calcul trebuie înlocuită d „eu“. Zona de colaps total ?Un SM = ACM-z(unde z este numărul de elemente de legătură).

După cum sa menționat deja, în unele modele, piesele de legătură (știfturi, dibluri) lucrează pe o tăietură de-a lungul secțiunilor longitudinale (a se vedea Fig. 21, d); premisele pentru calcul și metodologia acestuia rămân aceleași ca și pentru tăierile transversale.

Pe lângă calculele pentru forfecare și prăbușire, este necesar verificarea rezistentei la tractiune a elementelor de imbinat de-a lungul sectiunii slabite.În același timp, zona secțiune transversală este acceptată ținând cont de slăbirea:

Unde Un „etto - zonă slăbită.

Pe fig. 23 prezintă o legătură cu șuruburi. Forțe F tind să miște foile una față de alta. Acest lucru este împiedicat de un șurub, căruia din partea fiecărei foi se transmit forțele distribuite pe suprafața de contact, ale căror rezultate sunt egale cu F. Aceste forțe au tendința de a forfea șurubul de-a lungul interfeței foii t- l, deoarece forța transversală maximă acționează în această secțiune Q = F.

Presupunând că eforturile de forfecare sunt uniform distribuite, obținem

Orez. 23. Racord cu șuruburi: A) forma generala; b) zona de zdrobire

Astfel, condiția de rezistență la forfecare a șurubului ia forma

De aici puteți găsi diametrul șurubului:

La calcularea acestei îmbinări cu șuruburi, trebuie să se țină cont de faptul că sarcinile aplicate elementelor de legătură, în plus față de a tăia cauză strivirea suprafetelor de contact.

Unde Ah, - este aria de proiecție a suprafeței de contact pe planul diametral (vezi Fig. 22, b, c): A w = 3 d.

Apoi, starea rezistenței la prăbușire a conexiunii cu șuruburi (vezi Fig. 23)

unde ajungem

A fi multumit condițiile de rezistență la forfecare și forfecare, dintre cele două diametre găsite, ar trebui să îl luați pe cel mai mare, rotunjindu-l la valoarea standard.

Se obișnuiește să se conteze pe o tăietură și câteva îmbinări sudate (Fig. 24).

Orez. 24. Schema unei îmbinări sudate: A) schema de proiectare a sudurii filetate; b) zona tăiată ABCD sudură

Dacă nu țineți cont de influxuri, atunci în secțiune sudura de filet are forma unui isoscel triunghi dreptunghic(vezi fig. 24, A). Distrugerea cusăturii va avea loc de-a lungul secțiunii sale minime ABCD(vezi fig. 24, b) a cărui înălțime k \u003d 3- cos 45° =0,7 3 .

Pentru o îmbinare prin suprapunere, ambele suduri sunt incluse în calcul. În acest caz, scriem condiția pentru rezistența cusăturii:

unde / t este lungimea estimată a sudurii de capăt; t, - efort admisibil pentru îmbinările sudate.

Deoarece la începutul și la sfârșitul cusăturii, din cauza lipsei de pătrundere, calitatea acesteia se deteriorează, lungimea reală a acesteia crește cu 10 mm față de cea calculată:

unde / este lungimea reală a cusăturii (în Fig. 24, 6:1 = b).

Piese care lucrează la forfecare (forfecare) și strivire

1. Axa (Fig. 25, A). Dacă grosimea piesei 2 este mai mică, A t \u003d Sd;

unde / este numărul de planuri (arii) tăieturii.

2. Șurub (Fig. 25, b). În acest caz Un cf-ndh

Orez. 25. Conexiuni componente: A) axă; b)șurub

3. Nit cu o singură tăietură (Fig. 26, A tăiere dublă (Fig. 26, b).

Orez. 26. Schema de calcul a îmbinării cu nituri: A) cu un singur plan de tăiere; b) cu două planuri de tăiere

• 4. Dibluri (Fig. 27, A) lucrează la forfecare și prăbușire, dar sunt calculate, practic, doar la prăbușire. Zonele tăiate și prăbușite sunt determinate de formule DAR cf = b i 1 A CM \u003d lt.
• 5. Imbinare sudata (Fig. 27, b).

Sudura de filet eșuează la un unghi de 45° față de planul de separare ca urmare a forfecării: la- piciorul sudurii de filet, selectat in functie de grosimea tablei sudate.

Cusătură dublă: A cp \u003d 2-0 y b = 1,4 la b.

Orez. 27. Conexiuni: A) canal de cheie; b) sudate

Exemplul 6. Determinați numărul necesar de nituri în legătură a două foi încărcate cu forțe F= 85 kN (Fig. 28). Diametrul nitului d= 16 mm. Tensiuni admisibile [g sr]= 100 MPa, [

Din starea de rezistență la forfecare

Unde A C p \u003d k d 2/ 4 - zona tăiată; z este numărul de nituri.

Orez. 28.

Din starea de rezistență la strivire Unde Asm = dS- zona de colaps; z - numărul de nituri, obținem

Concluzie: pentru a evita forfecarea sau strivirea niturilor, trebuie instalate cinci nituri.

Exemplul 7. Un șurub din oțel (fig. 29) este încărcat cu o forță F= 120 kN. Determinați diametrul acestuia d si inaltimea capului ȘI, dacă tensiunile admisibile [o p] \u003d 120 MPa, = 80 MPa. Lățimea benzii b- 150 mm și grosimea acestora

Conexiunea se poate prăbuși de la ruperea cusăturilor frontale de-a lungul picioarelor verticale ss" sau de la tăierea acestor cusături de-a lungul picioarelor orizontale ss". Cu toate acestea, practica arată că cusătura este distrusă de-a lungul secțiunii bisectoare, a cărei înălțime

Unde la- piciorul cusăturii, în cazul nostru la = 8.

O astfel de cusătură este calculată condiționat pentru o tăietură de-a lungul unei secțiuni bisectoriale din condiția de rezistență:

Unde A cf = 0,7 3b este zona tăiată a unei suduri.

Orez. treizeci.

Concluzie: cusăturile sunt subîncărcate.

Exemplul 9. Un arbore transmite un cuplu de 27 kN m folosind o conexiune canelară (Fig. 31). Diametrul arborelui D= 80 mm, diametru interior d=Înălțime fantă 68 mm h= 6 mm lățime fantă b- 12 mm, lungime racord / = 100 mm. Numărul de caneluri 2 = 6. Determinați tensiunile de forfecare și de prăbușire ale canelurii.

Orez. 31.

Presupunând că toate spline-urile sunt încărcate egal, găsim forța pe o spline:

Să definim tensiunea de tăiere:

Tensiuni admisibile - 80 ... 120 MPa.

Ovalizarea degetului

Ovalizarea degetului are loc atunci când acțiunea forte verticale(Fig. 7.1, în) deformarea are loc cu o creștere a diametrului în secțiune transversală. Creșteri maxime ale diametrului degetului în partea din mijloc:

, (7.4)

unde este coeficientul obtinut in urma experimentului,

La=1,5…15( -0,4) 3 ;

– modulul de elasticitate al oțelului degetelor, MPa.

De obicei, \u003d 0,02 ... 0,05 mm - această deformare nu trebuie să depășească jumătate din spațiul diametral dintre știft și boturi sau orificiul capului bielei.

Tensiuni care apar în timpul ovalizării (vezi Fig. 7.1) în puncte 1 și 3 externă şi 2 și 4 fibrele interne pot fi determinate prin formulele:

Pentru suprafața exterioară a degetului

. (7.5)

Pentru suprafața interioară a degetului

, (7.6)

Unde h- grosimea peretelui degetului, r = (d n + d la 4; f 1 și f 2 - functii adimensionale in functie de pozitia unghiulara a sectiunii calculate j, bucuros.

f 1=0,5cos j+0,3185sin j-0,3185j cos j;

f 2 =f 1 - 0,406.

Cel mai aglomerat punct 4 . Valori valide
s Sf. = 110...140 MPa. De obicei, degajările de montare dintre bolțul plutitor și bucșa bielei sunt de 0,01 ... 0,03 mm, iar în boșurile pistonului din fontă 0,02 ... 0,04 mm. Cu un deget plutitor, spațiul dintre deget și șef pentru un motor cald nu trebuie să fie mai mare de

D = D¢+( A punctul D t pp - A b D t b) d luni, (7,7)

Unde A pp și A b - coeficienți expansiune liniară material pentru degete și șef, 1/K;

Dt pp și Dt b - creșterea temperaturii degetului și șefului.

Inele de piston

Inelele de compresie (Fig. 7.2) sunt elementul principal al etanșării spațiului intracilindric. Instalat cu un joc radial și axial suficient de mare. Sigilând bine spațiul de gaz peste piston, acestea, având un efect de pompare, nu limitează fluxul de ulei în cilindru. Pentru aceasta se folosesc inele racletoare de ulei (Fig. 7.3).

Folosit în principal:

1. Inele cu secțiune dreptunghiulară. Ușor de făcut, aveți suprafata mare contactul cu peretele cilindrului, ceea ce asigură o bună disipare a căldurii de la capul pistonului, dar acestea sunt slab încadrate pe suprafața cilindrului.

2. Inelele cu suprafața de lucru conică sunt bine introduse, după care dobândesc calitățile de inele cu secțiune dreptunghiulară. Cu toate acestea, producerea unor astfel de inele este dificilă.

3. Inele de răsucire (torsiune). În poziția de lucru, un astfel de inel este răsucit și este suprafata de lucru contacte cu oglinda cu marginea îngustă, ca la cele conice, ceea ce asigură rodarea.

4. Inelele raclete de ulei asigură păstrarea unei pelicule de ulei între inel și cilindru cu o grosime de 0,008 ... 0,012 mm în toate modurile. Pentru a preveni plutirea pe pelicula de ulei, aceasta trebuie să asigure o presiune radială mare (Fig. 7.3).

Distinge:

a) Inele din fontă cu expansor cu arc răsucit. Pentru a crește durabilitatea, curelele de lucru ale inelelor sunt acoperite cu un strat de crom poros.

b) Inele racletoare de ulei din otel si prefabricate cromate. În timpul funcționării, inelul își pierde elasticitatea în mod neuniform în jurul perimetrului, în special la joncțiunea broaștei atunci când este încălzit. Ca rezultat, inelele sunt captive în timpul producției, ceea ce oferă o diagramă de presiune inegală. Presiuni mari obtinut in zona castelului sub forma unei diagrame in forma de para 1 și lacrimă 2 (Fig. 7.4, A).

Efort de forfecare a degetelor în secțiune transversală eu- eu, orez. unu, τ s, MPa:

La determinarea tensiunilor admisibile [ τ c ] conform formulei (6) pentru materialul degetelor conform tabelului. unu:

Coeficient Kτ p se determină conform Tabelului 3 în funcție de diametrul degetului d;

- coeficient Kτ n este determinat conform tabelului 4, presupunând că suprafața degetului este lustruită;

Coeficient Kτ la = 1 este acceptat pentru proiectarea unui deget fără gulere sau caneluri într-o secțiune periculoasă;

Coeficient Kτ la determinat conform tabelului. 6, se recomandă, în general, utilizarea călirii suprafeței.

Dacă condiția de rezistență conform formulei (8) nu este îndeplinită, trebuie selectată o calitate mai bună de oțel sau diametrul știftului ar trebui mărit. d.

Orez. 4. Piese cu concentratoare tipice de stres: A- trecerea de la o dimensiune mai mică b la mai mult l, raza mate r 1 ; b - diametrul orificiului transversal d 1

Orez. 5. Schema de calcul a știftului balamalei: A- diagrama fortelor de taiere; b - diagrama momentului încovoietor

5.2. Calculul unui deget pentru îndoire

Ținând cont de incertitudinea condițiilor de ciupire a degetului în obraji și de influența deformarii degetului și a deformării obrajilor asupra distribuției sarcinii specifice, o schemă simplificată de proiectare a unei grinzi pe două suporturi încărcate cu se adoptă două forţe concentrate, Fig. 5. Tensiunile maxime de încovoiere se dezvoltă în mijlocul traversei grinzii. Voltaj îndoirea degetelor, σ și, MPa, în secțiune 4-4 , orez. 5:

σ și = M/W≤[σ și ], (9)

Unde M– momentul încovoietor în secțiunea periculoasă, N∙mm:

M = 0,125F max( l+ 2δ );

W – moment axial de rezistență, mm 3:

W = πd 3  / 32  0,1 d  3 ,

l- lungimea părții de frecare a degetului, determinată în funcție de raport l/d specificat în aplicație. și diametrul degetului d, mm, aflată în clauza 4.1; δ - grosimea peretelui urechii, determinată în clauza 6.1;

[σ şi ] - tensiuni admisibile la încovoiere conform formelor. (6).

În calculul conform formulelor (6) și (9):

- Kσ k - coeficientul se determină conform tabelului. 5, ținând cont de concentratorul de tensiuni - un orificiu transversal pentru alimentarea cu lubrifiant, fig. unu;

Cote Kσ p, Kσ n și La y este atribuit similar calculului degetului conform clauzei 5.1.

Dacă condiția de rezistență conform formulei (9) nu este îndeplinită, diametrul știftului trebuie mărit d.

valoarea finală d, fixat pe desen, este rotunjit la cea mai apropiată valoare standard mai mare dintr-un număr de dimensiuni liniare normale în conformitate cu GOST 6636-69.

Elementele care conectează diverse părți, de exemplu, nituri, știfturi, șuruburi (fără spațiu) sunt calculate în principal pe forfecare.

Calculul este aproximativ și se bazează pe următoarele ipoteze:

1) în secțiunile transversale ale elementelor luate în considerare, apare un singur factor de forță - forța transversală Q;

2) dacă există mai multe elemente de legătură identice, fiecare dintre ele percepe aceeași pondere din sarcina totală transmisă de legătură;

3) eforturile de forfecare sunt distribuite uniform pe secțiune.

Condiția de rezistență este exprimată prin formula:

τ av = Q/F av ≤[ τ] av, Unde

Q- forță transversală (pentru mai multe i elemente de legătură la transferul forței P cf

Q \u003d P cf / i);

τ cf- efort de forfecare in planul sectiunii calculate;

F cf- zona tăiată;

[τ] sr- efort de forfecare admisibil.

Colapsul, de regulă, se calculează pe elementele care sunt conectate prin nituri, știfturi, șuruburi. Pereții orificiilor din zonele de instalare a elementelor de legătură sunt supuși la strivire. De obicei, o analiză a colapsului este efectuată pentru articulații elemente de legătură care se așteaptă să fie tăiate.

Când se calculează pentru zdrobire, se presupune că forțele de interacțiune dintre părțile în contact sunt distribuite uniform pe suprafața de contact și în fiecare punct sunt normale cu această suprafață. Forța de interacțiune se numește în mod obișnuit efort de forfecare.

Calculul rezistenței se face după formula:

σ cm = P cm /(i´F cm) ≤ [σ] cm, Unde

σ cm este efortul de forfecare efectiv;

P cm- forta transmisa de legatura;

i- numărul elementelor de legătură;

F cm- suprafața estimată de colaps;

[σ] cm- stresul de strivire admisibil.

Din ipoteza despre natura distribuției forțelor de interacțiune pe suprafața de contact, rezultă că, dacă contactul se face pe suprafața semicilindrului, atunci aria calculată F cm egală cu aria de proiecție a suprafeței de contact pe planul diametral, adică egal cu diametrul suprafeţei cilindrice d la inaltimea ei δ :

F cm = d´ δ

Exemplul 10.3

Tijele I și II sunt conectate prin bolțul III și încărcate cu forțe de tracțiune (Fig. 10.4). Determinați dimensiunile d, d, d buc, c, e structuri, dacă [σ] p\u003d 120 MN / m 2, [τ] sr\u003d 80 MN / m 2, [σ] cm\u003d 240 MN / m 2.

Figura 10.4

Soluție.

1. Determinați diametrul știftului din condiția de rezistență la forfecare:

Accept d = 16×10 -3 m

2. Determinați diametrul tijei I din condiția rezistenței la tracțiune (secțiunea transversală a tijei, slăbită de orificiul pentru știft, este prezentată în Fig. 10.4b):

94,2 × 10 3 10 d 2 - 1920´10 3 d - 30 ³ 0

Hotărând inegalitatea pătratului, primim d³30,8´10 -3 m. Acceptăm d = 31´10 -3 m.

3. Determinați diametrul exterior al tijei II din condiția rezistenței la tracțiune, secțiunea slăbită de orificiul pentru știft (Fig. 10.4c):

94.2´10 3´D 2 -192´10 3´D-61³0

Rezolvând ecuația pătratică, obținem D = 37,7 '10 -3 m. Să luăm D = 38 '10 -3 m.

4. Verificați dacă grosimea peretelui tijei II este suficientă în funcție de starea rezistenței la strivire:

Deoarece solicitarea de strivire depășește solicitarea de strivire admisă, creștem diametrul exterior al tijei astfel încât să fie îndeplinită condiția de rezistență la strivire:

Accept D= 39×10 -3 m.

5. Determinați dimensiunea c din condiția rezistenței la forfecare a părții inferioare a tijei II:

Accept c= 24×10 -3 m.

6. Determinați dimensiunea e din condiția rezistenței la forfecare a părții superioare a tijei I:

Accept e= 6×10 -3 m.

Exemplul 10.4

Verificați rezistența îmbinării cu nituri (Fig. 10.5a), dacă [τ] sr\u003d 100 MN / m 2, [σ] cm\u003d 200 MN / m 2, [σ] p= 140 MN/m2.

Figura 10.5

Soluţie.

Calculul include verificarea rezistenței niturilor la forfecare, a pereților găurilor din foi și a suprapunerilor pentru strivire, precum și a foilor și a suprapunerilor în tensiune.

Tensiunile de forfecare în nituri sunt determinate de formula:

În cazul în cauză i= 9 (număr de nituri pe o parte a îmbinării), k= 2 (nituri duble de forfecare).

τ cf = 550´10 3 / (9´2´((3.14´0.02 2) /4)) = 97.2 MN/m 2

Rezistența la forfecare excesivă a nitului:

Tensiunea de prăbușire a pereților găurilor este determinată de formula:

Într-o îmbinare dată, zona de strivire a pereților orificiilor foilor îmbinate este mai mică decât a pereților orificiilor din suprapuneri. În consecință, tensiunile de strivire pentru foi sunt mai mari decât pentru suprapuneri, de aceea acceptăm δ calc = δ = 16 ´10 -3 m.

Înlocuind valori numerice, primim:

σ cm= 550´10 3 / (9´16´10 -3 ´20´10 -3) = 191 MN/m 2

Rezistența excesivă la strivire a pereților găurilor:

Pentru a verifica rezistența la tracțiune a tablelor, calculăm tensiunile folosind formula:

N- forta normala intr-o sectiune periculoasa;

F net- suprafața netă a secțiunii transversale, i.e. zona secțiunii transversale a foii minus slăbirea acesteia de către orificiile pentru nituri.

Pentru a determina secțiunea periculoasă, construim o diagramă a forțelor longitudinale pentru foi (Fig. 10.5 d). La construirea diagramei, vom folosi ipoteza unei distribuții uniforme a forței între nituri. Zonele secțiunilor slăbite sunt diferite, așa că nu este clar care dintre ele este periculoasă. Verificăm fiecare dintre secțiunile slăbite, care sunt prezentate în Figura 10.5c.

Secțiunea I-I

Secțiunea II-II

Secțiunea III-III

S-a dovedit a fi periculos secțiunea I-I; stresul din această secțiune este mai mare decât cel admisibil cu aproximativ 2%.

Verificarea suprapunerii este similară cu verificarea foilor. Graficul forțelor longitudinale din suprapunere este prezentat în Figura 10.5d. Evident, secțiunea III-III este periculoasă pentru suprapunere, deoarece această secțiune are cea mai mică suprafață (Fig. 10.5e) și cea mai mare forță longitudinală apare în ea N = 0,5P.

Tensiuni în secțiunea periculoasă a căptușelii:

Tensiunile în secțiunea periculoasă a căptușelii sunt mai mari decât cele admisibile cu aproximativ 3,5%.