Расчет соединения типа "ухо-вилка"
Стандартные диаметры соединительного болта и предельное напряжение его смятия. Вычисление необходимой ширины перемычки. Трехмерная модель соединения "ухо-вилка", расчет его геометрических и силовых параметров. Характеристики алюминиевого сплава Д16Т.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.04.2012 |
| Размер файла | 743,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЗАДАНИЕ
Выполнить проектировочный расчет соединения "ухо-вилка" и рассчитать его геометрические и силовые параметры.
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ:
Исходными данными для расчета при передаче через него только силы являются величина и направление действия нагрузки или ее проекции на оси координат (P, Q).
Материал узла: Д16Т;
Коэффициент концентрации напряжений - нагрузка переменная (циклическая)
РАСЧЕТ
В качестве материала, из которого изготовлена вся конструкция задан алюминиевый сплав Д16Т. Характеристики материала см. в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики сплава Д16Т
|
ув, |
Е |
ув |
фв |
с |
||||||
|
МПа |
кГ/мм2 |
МПа |
кГ/мм2 |
МПа |
кГ/мм2 |
МПа |
кГ/мм2 |
кГ/м3 |
Г/см3 |
|
|
400 |
40 |
72000 |
7200 |
300 |
30 |
240 |
24 |
2780 |
2,78 |
На узел действуют одновременно силы P и Q, значит, срез замыкающего болта и смятия ушка происходит под действием равнодействующей силы R (см. рис. 1).
Рис. 1. Схема соединения "ухо-вилка". Цифрами обозначены: 1- ухо; 2- вилка, 3- болт.
Сила среза болта:
где:
- диаметр болта;
- число плоскостей среза болта = 2;
- расчётное напряжение среза болта.
Диаметр болта равен:
Учитывая стандартные диаметры болтов, выбираем болт диаметром 30 мм по ГОСТ 7798-70 (см. рис. 2). Характеристики болта см. в таблице 2.
Рис. 2.
Таблица 2. Характеристики соединительного болта
|
d |
k |
b |
р |
е |
s |
L |
|
|
30 |
18,7 |
81 |
3,5 |
50,9 |
46 |
90 |
Сила смятия материала болта или ушков:
где - суммарная толщина ушков одного узла, равная:
Предельное напряжение смятия:
Поскольку соединение не подвижное, разъемное, м=1.
Рис.3
Определим высоту D ушка в сечении X-X (см. рис.3 б), ослабленном отверстием под болт. Для этого воспользуемся уравнением разрыва для сечения X-X:
где:
- расчетное напряжение разрыва материала ушка, равное:
- коэффициент концентрации напряжений при переменной (циклической) нагрузке.
Высота в сечении Х-Х:
Рис.4 Сечение Х-Х ушка.
Из уравнения разрыва потребная ширина перемычки (см. рис.3 б и рис.4):
болт смятие ухо вилка
Потребная высоту ушка (см. рис. 3 а) из расчета на суммарное напряжение изгиба от момента в опасном сечении Y-Y (конец ответного ушка) и растяжения от силы :
где:
W момент сопротивления сечения ушка в опасном сечении, равный:
Тогда:
Рассмотрим срез ушка по плоскости Z-Z (см. рис. 3 в). Опишем из центра узла полуокружность радиусом и найдем потребную величину (см. рис. 3б). При этом учитывается, что срез практически осуществляется не строго по плоскости Z-Z (см.рис.5).
Рис.5
Сила среза:
Откуда:
При определении величины следует иметь в виду, что под действием силы в ушке возникает напряжение растяжения, стремящееся его раскрыть. Поэтому перемычку увеличивают. С этой целью конфигурация ушка определяется полуокружностью радиусом , описанной из точки, лежащей впереди центра замыкающего бота на расстоянии (см. рис.6). При этом перемычка равна .
Уменьшение высоты ушка за осью болта ( вместо на рис.6) оправдано тем, что в уменьшенном сечении не получается ослабления и концентрации напряжений.
Рис.6
Радиус ушка:
По окончании построений контура ушка определяется длина замыкающего болта по формуле:
где:
- толщина уха;
- толщина вилки (принимаем за половину толщины уха~ 14);
- толщина шайбы = 2мм;
- высота гайки (по ГОСТ 5927-70) = 24 мм;
- запас нарезной части болта (выступание над гайкой), который примерно равен удвоенному шагу резьбы ~7 мм.
Учитывая стандартные размеры, выбираем болт длиной L=90 мм по ГОСТ 7798-70.
Рис.7 Ухо
Геометрические параметры уха:
Рис. 8. Трехмерная модель соединения "ухо-вилка".
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет болта кремового соединения, посредством которого рычаг неподвижно закрепляется на валу, определение силы затяжки. Вычисление параметров клиноременной передачи. Определение элементов червячной передачи редуктора. Расчет болта и подбор подшипников.
контрольная работа [308,5 K], добавлен 25.02.2011Расчет проушины шарнирного соединения типа "ухо-вилка", балочного кронштейна, болтов крепления и толщины подошвы. Методика проведения литьевых и сварочных работ, определение основных параметров технологических процессов. Расчет и параметры сварных швов.
курсовая работа [527,6 K], добавлен 18.07.2014Определение основных размеров подшипника и предельных отклонений на присоединительные размеры. Параметры внутреннего кольца подшипника на вал и расчет посадочного зазора. Квалитет, предельные диаметры резьбового соединения. Посадка шпоночного соединения.
контрольная работа [49,4 K], добавлен 23.04.2015Назначение детали "Вилка" и условия работы её основных поверхностей. Обоснование выбора базирующих поверхностей и метода получения заготовки. Разработка технологии обработки поверхностей детали. Расчет режимов резания для токарных и сверлильных операций.
курсовая работа [51,8 K], добавлен 18.02.2013Основные понятия и определения резьбовых изделий и их разновидности, профиль резьбы и контур сечения её в плоскости. Стандартные резьбовые крепежные изделия и соединения, диаметры и точность их исполнения, детали механизмов с вращательным движением.
методичка [2,7 M], добавлен 15.05.2012Расчет посадок с зазором и с натягом, подшипников качения. Выбор и обоснование параметров осадок шпоночного и шлицевого соединения. Расчет точностных параметров резьбового соединения, размерных цепей. Оценка уровня качества однородной продукции.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.11.2020Расчет заклепок, соединяющих пояс и стенку лонжерона, нижней и верхней проушины, стойки и опасного сечения D-D вилки. Определение суммарной силы, действующей на болт. Нахождение координаты центра масс. Связь стыка с поясом и стенкой бортовой нервюры.
контрольная работа [55,4 K], добавлен 15.12.2013Расчёт гладкого цилиндрического соединения 2 – шестерня – вал. Вычисление калибров для контроля гладких цилиндрических соединений. Выбор нормальной геометрической точности. Определение подшипникового соединения, посадок шпоночного и шлицевого соединения.
курсовая работа [694,8 K], добавлен 27.06.2010Назначение и принципы работы патрона разжимного кулачкового и вилки-фланца карданного вала среднего моста. Определение и расчет погрешности базирования заготовки. Определение схемы направления сил зажима и сил резания. Выбор привода и силового механизма.
курсовая работа [246,3 K], добавлен 10.02.2016Рассмотрение конструктивных параметров узла машины. Расчет размерной цепи. Выбор шлицевого соединения, параметров зубчатых венцов, подшипников, втулки, упорных колец, крышек подшипника, звездочки и параметров шпоночного соединения, крепежных элементов.
контрольная работа [39,3 K], добавлен 26.09.2014
