Прочностной расчет ответственных деталей приспособления

Прочностной расчет болта.

Резьбовые соединения работают с предварительной затяжкой. В результате затяжки в поперечном сечении данного вала возникает продольная сила и крутящий момент. Таким образом, вал испытывает растяжение и кручение, а резьба – срез и смятие. Расчет вала на растяжение производится по формуле:

(9)

где К_зат – коэффициент затяжки;

К – коэффициент переменной нагрузки;

F_з – допускаемая сила затяжки, Н

[σ _р] – допускаемое напряжение на растяжение материала шпильки, МПа;

d_р – расчетный диаметр шпильки, рассчитывается по формуле:

(10)

где d – номинальный диаметр болта, мм

Р – шаг резьбы, в мм.

По формуле (19)

По формуле (18) рассчитывается напряжение растяжения в данной резьбовой паре:

Допускаемое напряжение при растяжении материала принимается равным 58-98 МПа.

σ _р < [σ _р],

749, 1 МПа < 760 МПа.

Напряжение, рассчитанное по формуле меньше допустимого на растяжение, значит условие прочности при растяжении соблюдается.

Условие прочности при кручении:

(11)

где w_р – полярный момент сопротивления, для круга рассчитывается по формуле:

(12)

где d – номинальный диаметр болта, мм

[τ _к] – допускаемое напряжение для валов при кручении, МПа.

М_к – максимально-допустимый крутящий момент, рассчитывается по формуле:

Н/мм. (13)

Где G – модуль сдвига для стали, МПа;

[φ ₀] – приведенный угол трения, в рад/мм;

l_p – полярный момент инерции, для круга рассчитывается по формуле

(14)

По формуле (23) рассчитывается полярный момент инерции:

По формуле (22) рассчитывается максимально допустимый крутящий момент:

По формуле (21) рассчитывается полярный момент сопротивления

По формуле (20) рассчитывается напряжение, возникающее при кручении:

[τ _к] = 20-50, МПа. – допускаемое напряжение при кручении вала из стали 40Х. Так как напряжение, возникающее при кручении меньше допускаемого напряжения при кручении (20МПа < 50МПа), то условие прочности при кручении выполняется.

Условие прочности при срезе:

(15)

где А_СР – площадь среза, для круга рассчитывается по формуле:

(16)

Q – сила резьбового зажима с гайкой, Н

[τ _ср] – допускаемое напряжение при срезе, МПа

d – номинальный диаметр болта, мм

По формуле (25) рассчитывается площадь среза:

По формуле (24) рассчитывается напряжение, возникающее при срезе:

[τ _ср] = 8 – 40 МПа – допускаемое напряжение при срезе.

Так как напряжение, возникающее при срезе меньше допускаемого напряжения при срезе (8, 04МПа < 18МПа), то условие прочности при срезе выполняется.

4. Анализ проектируемого приспособления

При современном уровне машиностроительного производства разработки конструкций приспособлений должны удовлетворять как требования служебно-эксплуатационного характера, так и производственным требования, обусловленными возможностью применения высококачественных рентабельных технологических процессов.

Единым категориям технологичности конструкции приспособления является ее экономическая целесообразность при заданном качестве и принятых условий производства эксплуатации и ремонта. Обработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать снижение трудоемкость и себестоимости изготовления приспособления.

Данное приспособление простое по конструкции, не требует дорогостоящего материала(40Х).

Приспособление по конструкции удобно в эксплуатации, имеет небольшой вес. Приспособление выпускает 15000 штук изделия. Приспособление травмобезопасна из-за отсутствия острых кромок.

Экономические показатели приспособления:

Категория сложности – 2;

Стоимость приспособления – 40руб;

Срок амортизации А=3 года.

Годовая стоимость приспособления:

где

q-годовые расходы на эксплуатацию и ремонт приспособления.

Тогда:

Вывод: в данном разделе проанализировать применение и конструкции проектируемого приспособления. Определили металлоемкость показатели конструктора.

Заключение

В курсовом проекте спроектировано станочное приспособление на протяжную операцию механической обработки детали «Шестерня».

В результате применения данного приспособления достигается: получение наиболее точных обрабатываемых размеров, снижается время на удобство закрепления и установку детали на станке.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.

В графической части представлены – сборочный чертеж приспособления, а также деталировка специальных деталей: основание, призма, упор, палец, палец срезанный, плита кондукторская пластина, стойка и рычаг.

В пояснительной записке описаны назначение, устройство, принцип возможности перемещения заготовки в приспособлении. Рассчитано приспособление на точность обработки, что включает в себя расчет погрешности установки, базирования, закрепления, положения и расчеты допусков и посадок приспособления. Также произведен расчет усилий закрепления детали и прочностной расчет ответственных деталей приспособления.

Проанализировано применение и конструкция проектируемого приспособления.