Башмак для точной установки по уровню тяжелых станков

Спецификация.spw

Башмак для точной установки
Расчетно-пячснительная
Швеллер №12У ГОСТ 8240-97
Болт М36 ГОСТ 9150-81

Чертеж.cdw

для точной установки
Технические требования:
Сварка ручная электродуговая электродом Э42
Материал деталей - Сталь 35
материал гайки - БрОЦС 4-4-17"

Расчетная работа.docx

Министерство образования Российской Федерации
Пермский государственный технический университет
Кафедра механики композиционных материалов и конструкций
Расчет и проектирование основных деталей конструкции3
1.Расчет реакций в клиньях3
2.Проверочный расчет на изгиб первого швеллера3
2.1Допускаемые напряжения3
2.2Касательные напряжения от перерезывающей силы4
2.3Нормальные напряжения от изгибающего момента4
2.4Суммарные напряжения4
2.5Расчет доработанной конструкции4
Расчет сварного соединения5
Расчет резьбового соединения6
1.1Внутренний диаметр болта6
1.2Средний диаметр болта6
1.4Проверка болта на устойчивость7
2.2Наружный диаметр гайки8
2.3Диаметр буртика гайки8
2.4Высота буртика гайки8
Проверочный расчет на изгиб второго швеллера9
1.Касательные напряжения от перерезывающей силы9
2.Нормальные напряжения от изгибающего момента9
3.Суммарные напряжения9
4.Расчет доработанной конструкции10
Башмак для точной установки по уровню
Материал клиньев – Сталь 15 [1 с. 7]
Расчет и проектирование основных деталей конструкции
1.Расчет реакций в клиньях
Составим уравнения равновесия для каждого клина в отдельности для первого клина уравнения будут выглядеть следующим образом:
Из второго уравнения выражаем реакцию :
И подставляем ее во второе уравнение:
Из полученного уравнения найдем реакцию :
Составим уравнения равновесия для второго клина:
Найдем реакцию из второго уравнения:
И найдем подставив ее в первое уравнение:
2.Проверочный расчет на изгиб первого швеллера
Расчетная схема – консольная балка.
2.1Допускаемые напряжения
Где – масштабный фактор ;
– коэффициент безопасности ;
– расчетный предел текучести при изгибе
2.2Касательные напряжения от перерезывающей силы
Где – сдвигающая сила ;
– площадь сечения сдвига ;
2.3Нормальные напряжения от изгибающего момента
Где – максимальный момент действующий на стержень
– осевой момент сопротивления сечения ;
2.4Суммарные напряжения
Суммарные напряжения находим исходя из четвертой теории прочности
Напряжения в швеллере значительно превосходят допустимые значения.
Для усиления конструкции дополнительно приварим пластинку толщины к швеллеру как показано на рисунке.
2.5Расчет доработанной конструкции
Рассчитаем прочность получившейся конструкции
Касательные напряжения:
Где – максимальное расстояние от оси;
– осевой момент инерции сечения ;
Суммарные напряжения:
Напряжения не превышают допустимые конструкция работоспособна.
Расчет сварного соединения
Расчетная схема – консольная балка. Имеем сложное напряженное состояние (изгиб и срез). Сварка ручная дуговая электродом Э42.
Найдем допускаемое напряжение среза в швах
– эффективный коэффициент концентрации напряжений при статических нагрузках
Находим напряжения от изгибающего момента
Где – момент действующий на шов
Найдем напряжения от сдвигающей силы
Где – перерезывающая сила ;
– площадь сечения сварных швов ;
Результирующие напряжения находим по теореме Пифагора
Напряжения не превышают допустимое значение конструкция работоспособна.
Расчет резьбового соединения
Материал для болта выбираем предварительно сталь 35
1.1Внутренний диаметр болта
Внутренний диаметр болта определяем из условия статической прочности болта:
Где – расчетное усилие на болте ;
– допускаемые напряжения растяжениясжатия ;
– коэффициент запаса прочности
– коэффициент учитывающий напряжения кручения в теле болта
1.2Средний диаметр болта
Рассчитаем средний диаметр болта из условия ее износостойкости
– отношение рабочей высоты профиля к шагу резьбы ;
– допускаемое давление в резьбе ;
Условие износостойкости требует большего диаметра болта поэтому принимаем болт
1.3Проверка болта на самоторможение
Угол подъема резьбы:
– внутренний диаметр болта ;
Приведенный угол трения:
Где – коэффициент трения ;
– угол профиля резьбы ;
Условие самоторможения выполняется.
1.4Проверка болта на устойчивость
Так как из условия задачи то болт необходимо рассчитать на устойчивость.
Сначала найдем приведенную длину:
Где – коэффициент зависящий от условий закрепления болта ;
– наибольшая рабочая длина болта ;
Приведенная длина не удовлетворяет условию поэтому проверку болта на устойчивость будем производить по условию:
Где – коэффициент понижения допускаемого напряжения в зависимости от гибкости стержня ;
Условие выполняется устойчивость болта обеспечена.
Материал гайки – БрОЦС4-4-17
Высота гайки определяется по формуле:
Принимаем размер гайки из ряда нормальных линейных размеров
Сделаем проверку высоты из расчета на допускаемое давление:
Где – усилие действующее на болт ;
– наружный диаметр болта ;
– допускаемое давление в резьбе
Так как то принимаем резьбу
С учетом новой резьбы получим:
В первый раз была получена высота гайки такая что число витков при этом остальные витки не будут работать поэтому уменьшаем высоту до .
2.2Наружный диаметр гайки
Определим наружный диаметр гайки из условия прочности на растяжение
– допускаемые напряжения растяжения ;
Принимаем диаметр гайки
2.3Диаметр буртика гайки
Определим диаметр буртика из условия прочности на смятие
– допускаемые напряжения смятия ;
2.4Высота буртика гайки
Высоту буртика определяем из условия прочности на срез
– наружный диаметр гайки ;
– допускаемые напряжения среза
Принимаем высоту буртика
Пересчитаем угол подъема винтовой линии для нового диаметра болта
Момент на винте при закручивании находится по формуле:
Где – осевое усилие ;
– средний диаметр болта ;
– угол подъема винтовой линии ;
– коэффициент трения ;
– диаметр опорной поверхности ;
Проверочный расчет на изгиб второго швеллера
Расчетная схема – консольная балка. Допускаемые напряжения возьмем из проверочного расчета первого швеллера .
1.Касательные напряжения от перерезывающей силы
– площадь сечения сдвига
2.Нормальные напряжения от изгибающего момента
3.Суммарные напряжения
Для усиления конструкции дополнительно приварим пластинку с отверстием для болта диаметра для облегчения расчета и толщины .
4.Расчет доработанной конструкции
– максимальное расстояние от оси;
– осевой момент инерции сечения
Детали машин в примерах и задачах: [Учебное пособие Д 38С.Н. Ничипорчик М.И. Корженицкий В.Ф. Калачев и др.]; Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. – 2-е издание – Мн.: высш. школа 1981 – 432 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машинострителя: в 3-х т. Т.2. – 9-е изд. перераб. И доп. под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 2006. – 928 с.
Н.П. Баловнев расчет резьбовых соединений и механизмов: методические указания к разделу курса «детали машин и основы конструирования» для всех машиностроительных специальностей. – Москва: МГТУ «МАМИ» 1999 – 39 с.