Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

АТП на 300 грузовых автомобилей ЗИЛ-130 - файл Расчет.doc


АТП на 300 грузовых автомобилей ЗИЛ-130
скачать (391.1 kb.)

Доступные файлы (7):

ЗиЛ 130.doc750kb.11.12.2010 17:38скачать
Медницкий (Компас 8).cdw
Приложения.doc129kb.22.01.2008 22:44скачать
Производственный корпус (Компас 8).cdw
Расчет.doc165kb.22.01.2008 22:41скачать
СП Стенд для проверки и ремонта радиаторов.doc150kb.22.01.2008 22:44скачать
Стенд для проверки и ремонта радиаторов СБ (Компас 8).cdw

Расчет.doc






2 Конструкторская часть

2.1 Назначение разрабатываемого приспособления

Разрабатываемый стенд предназначен для проверки и ремонта радиаторов. Он состоит из кронштейна, на котором с помощью винтов закрепляют радиатор.

Выпускной патрубок заглушают деревянной пробкой, а к заливной горловине подводят шланг со сжатым воздухом. С помощью пневматического цилиндра радиатор опускают в ванну с водой

Заметив места, где выходит воздух, поднимают радиатор из ванны, запаивают места прохождения воздуха и осуществляют последующую проверку.
^ 2.2 Определение требуемой силы на штоке пневмоцилиндра

Для поднятия-опускания радиатора необходимо приложить силу, большую веса радиатора. Для универсализации приспособления примем максимальную силу, которую требуется приложить к захвату, равной 200 Н.

Определим необходимую силу на штоке (рисунок 1).



Рисунок 1 – К определению усилия на штоке.

Найдем Fшт из условия

ΣМА = 0;

Fшт ∙ l − Р ∙ L = 0; (2.1)

где L − длина кронштейна, L = 2 м;

l − расстояние от шарнира до гидроцилиндра, l = 0,5 м.

Fшт = Р ∙ L / l = 200 ∙ 2 / 0,5 = 800 Н.
^ 2.3 Выбор пневмоцилиндра

Рассчитаем необходимый диаметр поршня пневмоцилиндра при требуемом усилии на штоке 800 Н.

Усилие штока, развиваемое пневмоцилиндром

Fшт = S ∙ , (2.2)

где S − площадь поршня, м2;

 − удельное давление на 1 м2 площади поршня,  = 2 МПа;

Площадь поршня вычисляется по формуле

S =  ∙ dтр2 / 4, (2.3)

где dтр − требуемый диаметр поршня.

Fшт =  ∙ dтр2 / 4 ∙ , (2.4)

Отсюда:

dтр2 = 4 ∙ Fшт / ( ∙ ). (2.5)

Требуемое усилие штока Fшт = 800 Н, тогда

dтр2 = 4 ∙ 800 / (3,14 ∙ 2 ∙ 106) = 0,51 ∙ 10−3 м2;

dтр = = 22,6 ∙ 10−3 м.

Применим пневмоцилиндр с диаметром поршня 50 мм.
^ 2.4 Расчет пальца пневмоцилиндра на срез

Проведем расчет пальца крепления пневмоцилиндра.



Рисунок 2 – К расчету пальца пневмоцилиндра на срез:

а – приложение сил сдвига; б – схема нагрузки на срез;

в – схема площади смятия.
Рассчитаем диаметр пальца на срез (рисунок 2) по условию прочности

Fшт / Fср ≤ [τср]. (2.6)

Площадь среза пальца

Fср = π ∙ d2 / 4. (2.7)

Для материала пальца [σ] = 280 МПа, откуда допускаемое напряжение на срез:

ср] = 0,6 ∙ 280 = 168 МПа.

Подставим формулу 7 в формулу (2.6)

Fшт / (π ∙ d2 / 4) ≤ [τср], (2.8)

откуда

d ≥ = = 0,002 м.

Принимаем d = 10 мм.
^ 2.5 Расчет пальца на смятие

Расчет пальца на смятие проводят по условию

Fшт / Fсм ≤ [σсм], (2.9)

где Fсм – площадь смятия.

В нашем случае минимальная площадь смятия (рисунок 2.в) будет

Fсм = d0 ∙ h, (2.10)

где d0 − диаметр отверстия, d0 = 0,01 м;

h − минимальная длина отверстия в пластине, h = 0,01 м;

Fсм = 0,01 ∙ 0,01 = 0,1 ∙ 10−3 м2

Для материала пальца допускаемое напряжение на смятие [σсм] = 160 МПа.

Подставляем полученные значения в формулу (2.9)

800 / 0,1 ∙ 10−3 ≤ 160 ∙ 106,

8 ∙ 106 ≤ 160 ∙ 106

Условие прочности выполняется, следовательно, палец выдержит всю приложенную нагрузку.
^ 2.6 Расчет кронштейна на изгиб

Рассчитаем кронштейн на изгиб (рисунок 3).

Изгибающее напряжение

σизг = . (2.11)

В опасном сечении момент будет

Мизг = Р ∙ (L − l) = 200 ∙ (2 − 0,5) = 300 Н∙м.

Кронштейн в своем сечении представляет круг диаметром 0,04 м. Определим момент его сопротивления изгибу.

Момент сопротивления сечения относительно нейтральной оси (для круглого сечения) рассчитывается по формуле:

Wz = π ∙ d3 / 32 = 0,1 ∙ d3; (2.12)

где d − диаметр сечения.

Wz = 0,1 ∙ 0,043 = 6,4 ∙ 10−6 м3.

Определим напряжение, возникающее от изгиба

σизг = Mизг / W = 300 / (6,4 ∙ 10–6) = 46,9 МПа.

Условие прочности: [σизг] ≥ σизг.

Для материала стрелы − стали Ст3 − допускаемое напряжение на изгиб [σизг] = 160 МПа.

Условие прочности выполняется, т. к. допускаемое напряжение на изгиб больше действительного.


Рисунок 3 – К расчету кронштейна на изгиб
^ 2.7 Расчет на прочность сварочного соединения стойки

Для расчета возьмем сварное соединение основания крепления стойки.

Катет шва h = 0,004 м. Длина шва, проходящего по окружности

l = π ∙ d, (2.13)

где d − диаметр свариваемой поверхности, d = 0,2 м;

l = 3,14 ∙ 0,2 = 0,63 м.

В данном случае расчет ведется по условной методике, геометрически суммируя напряжения изгиба и растяжения

τ ' = , (2.14)

где τ ' – напряжение в сварочном шве,

τм – напряжение от момента,

τа – напряжение от силы Р.

Напряжение от силы Р = 200 Н, тогда напряжение от растягивающей силы в шве будет

τа = = = 5,6 МПа.

Напряжение от момента

τм = М / Wс, (2.15)

где М – момент, действующий на сварочный шов;

Wс – момент сопротивления сварного шва, см3

Момент, действующий на один сварочный шов

М = Н ∙ Р, (2.16)

где Н − высота приложения силы, Н = 1,6 м;

М = 1,6 ∙ 200 = 320 Н∙м.

Момент сопротивления сварного шва определяется по формуле

Wс = 2 · 0,7 · l2 · h / 6, (2.17)

где h – катет шва;

l – длина шва;

Wс = 2 ∙ 0,7 ∙ 0,632 ∙ 0,004 / 6 = 37,04 ∙ 10–6 м3.

Напряжение от момента будет

τм = 320 / 37,04 ∙ 10–6 = 8,6 МПа.

Общее напряжение в сварочном шве

τ '= = 10,2 МПа.

Так как допускаемое напряжение в сварочном шве равно 70 МПа, то делаем вывод, что все швы выдержат требуемую нагрузку.
^ 2.8 Расчет сварного соединения кронштейна на прочность

Для расчета возьмем сварное соединение крепления вилки кронштейна к рычагу.

Катет шва h = 6 мм = 0,006 м.

Длина шва, проходящего по окружности

l = π ∙ d, (2.18)

где d − диаметр свариваемой поверхности, d = 0,08 м;

l = 3,14 ∙ 0,08 = 0,25 м.

В данном случае расчет ведется по условной методике, геометрически суммируя напряжения изгиба и растяжения

τ ' = , (2.19)

где τ ' – напряжение в сварочном шве;

τм – напряжение от момента;

τа – напряжение от силы Р.
^ 2.8.1 Расчет напряжения сварного шва от силы

Напряжение от силы Р = 200 Н, тогда напряжение от растягивающей силы будет

τа = = = 0,1 МПа.


^ 2.8.2 Расчет напряжения сварного шва от момента

Напряжение от момента

τм = М / Wс, (2.20)

где М – момент, действующий на сварочный шов;

Wс – момент сопротивления сварного шва, м3.

Максимальный изгибающий момент

Мизг = Р ∙ l, (2.21)

где l − плечо приложения силы, l = 0,72 м.

Мизг = 200 ∙ 0,72 = 144 Н∙м.

Момент сопротивления сварного шва определяется по формуле

Wс = 2 · 0,7 · l2 · h / 6, (2.22)

где h – катет шва;

l – длинна шва;

Wс = 2 ∙ 0,7 ∙ 0,252 ∙ 0,006 / 6 = 87,5 ∙ 10–6 м3.

Напряжение от момента будет

τм = 144 / 87,5 ∙ 10–6 = 1,6 МПа.
^ 2.8.3 Расчет общего напряжения сварного шва

Общее напряжение в сварочном шве

τ '= = 1,6 МПа.

Предельно допустимое напряжение сварного шва:

, (2.23)

где т – предел текучести, т = 120 МПа;

S – запас прочности, S = 3.

[τ’] = 0,6 · = 24 МПа.

Так как допускаемое напряжение в сварочном шве равно 24 МПа, то делаем вывод, что все швы выдержат требуемую нагрузку.
^ 2.9 Расчет винтов крепления радиатора

Определим силу R, которую необходимую приложить к винту при его завинчивании до появления в стержне (резьба М12) напряжений, равных пределу текучести.

Плечо приложение силы:

L = 15 ∙ d; (2.24)

L = 15 ∙ 0,012 = 0,18 м.

Осевая сила F при которой напряжение в стержне болта достигает предела текучести:

, (2.25)

где d1 − внутренний диаметр резьбы, d1 = 0,016 м;

δТ – предел текучести материала, δТ = 100 МПа

= 20,1 кН.

Максимально допускаемый момент при затяжке

М ≈ 0,15 ∙ F ∙ d0; (2.26)

М = 0,15 ∙ 20,1 ∙ 103 ∙ 0,018 = 54,27 Н∙м.

Определим ма5ксимальную силу R, которую допускается приложить к винту:

R = М / L; (2.27)

R = 54,27 / 0,18 = 301,5 Н.

^ 2.10 Расчет резьбового соединения на срез

Проведем расчет резьбового соединения мест крепления кабины к поворотной раме из условия прочности на срез

Q / Fср ≤ [τср], (2.28)

где Fср – площадь среза;

Q – осевое усилие в резьбовом соединении;

ср] – допускаемое напряжение на срез.

Площадь среза витков

Fср = π ∙ d ∙ l / 2, (2.29)

где l – длина резьбы винта, l = 0,1 м;

d − диаметр резьбы, d = 0,018 м;

Fср = 3,14 ∙ 0,018 ∙ 0,1 / 2 = 2,8 ∙ 10−3 м2.

Осевое усилие достигает

Q = 20,1 кН.

Допускаемое напряжение на срез

ср] = 0,2 ∙ [σ];

ср] = 0,2 ∙ 200 = 40 МПа. (2.30)

Условие прочности

Q / Fср = 20,1 ∙ 103 / 2,8 ∙ 10−3 = 7,2 МПа < [τср] = 40 МПа.

Условие прочности выполняется.


Скачать файл (391.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации