2. Приклад виконання розрахунково-графічної роботи

Необхідно розробити конструкцію пристрою (гвинтового знімача) для знімання (спресовування) втулки з порожнього валу (який має наскрізний отвір) по рис. 1.

Вихідні дані:

1. Зовнішній діаметр втулки (Д) – 60 мм;

2. Діаметр посадочної поверхні (d) – 32 мм;

3. Довжина посадочної поверхні (l) – 40 мм;

4. Внутрішній діаметр валу (d¹) – 20 мм;

5. Матеріал валу – сталь;

6. Матеріал втулки – бронза.

Зміст розрахунково-графічної роботи:

1 Вибір базових поверхонь для установки пристрою

2 Визначення орієнтовних зусиль, які виникають при розбиранні

вузла

3 Розробка принципової (кінематичної) схеми пристрою

4 Виконання проектних розрахунків окремих деталей пристрою

на міцність(не менш 3-х розрахунків)

5 Ескізна компоновка пристрою

6 Опис пристрою

6.1 Призначення пристрою

6.2 Будова пристрою у взаємозв'язку його деталей

6.3 Робота пристрою

Графічна частина роботи: складальне креслення пристрою, робочі креслення деталей пристрою, специфікація.

Рисунок вузла додається

Рис. 1

1 Вибір базових поверхонь для установки пристрою

Для вузла, який підлягає розбиранню приймаємо слідуючи базові поверхні для установки (фіксації) майбутньої конструкції пристрою (знімача).

Опорною поверхнею приймаємо передню частину вала (його торець) – позначено позицією 1(рис.1).

Установочною поверхнею приймаємо внутрішній діаметр валу – позиція 2, тобто для установки в нього упорної п’яти з буртиком, що забезпечить стабільне положення пристрою в процесі роботи.

Для захоплювання приймаємо задню частину втулки (за її буртиком) – позиція 3.

2 Визначення орієнтовних зусиль, які виникають при розбиранні

вузла

Спочатку орієнтовно визначаємо силу запресовування, тобто силу, яку здійснюють при збиранні вузла за формулою:

, Н (2.1)

де: f – коефіцієнт зчеплення, приймаємо по [3, с.22] f = 0,05, так як матеріал валу – сталь, а матеріал втулки – бронза;

d – діаметр посадочної поверхні, згідно вихідних даних d = 32 мм;

l – довжина посадочної поверхні, згідно вихідних даних l = 40 мм;

p_max – максимальний контактний тиск, він визначається за формулою:

, Н/мм² (2.2)

де: [p_max] – допустимий максимальний контактний тиск; за гіпотезою найбільших дотичних напруг визначається з формули [1, с.18]:

[p_max] = 0,5∙ σ_т2 ∙[1 – ( )²] , Н/мм² (2.3)

де: σ_т2 – межа текучості матеріалу деталі , яка охоплює (втулка), для матеріалу – бронза по [3,с. 23] σ_т2 = 140 Н/мм²;

Примітка: якщо матеріал деталі, яка охоплює – сталь, то σ_т2 визначається по

[ 3, с. 25 ÷ 26] або [ 4, с. 67 ÷ 68]; ], для шарикопідшипникових сталей слід прийняти значення σ_т2, як для сталі марки 40Х по [3, с.26] в діапазоні від середнього до більшого значення;

якщо матеріал деталі, яка охоплює – чавун або інший крихкий матеріал, наприклад алюмінієвий ливарний сплав, то в формулі 2.3 замість σ_т2 слід використовувати σ_в2 – межа міцності відповідної марки чавуну [4, с.39] або алюмінієвого сплаву [4, с.112 ÷ 114];

d₂ – діаметр деталі, яка охоплює, де виникають максимальні значення контактного тиску;

Примітка: для розрахунків d₂ слід прийняти на 5…10 мм більше посадочного діаметру d, тому, що в цьому місці виникають максимальні значення контактного тиску; більші значення збільшення d₂ приймають для більших розмірів вузлів.

У цьому прикладі приймаємо для розрахунків d₂= 40 мм.

Підставляючи значення у формулу 2.3 отримуємо:

Н/мм²

В формулі 2.2 [ n] – потрібний коефіцієнт запасу міцності.

По [2, с. 77] для пластичних матеріалів [n] = 1,4…2,0 ;

для крихких матеріалів [n] = 2,5…5,0.

В даному випадку приймаємо [n] = 1,6.

Тоді підставляючи значення у формулу 2.2 маємо:

Н/мм²

Підставляючи значення у формулу 2.1 маємо:

Н

Силу розпресовування, враховуючи умови праці вузлу (недостатність мащення, поява іржи та інше) слід прийняти на 25% більш сили запресовування для забезпечення більшої міцності деталей пристрою, тобто

, Н (2.4)

Н

3 Розробка принципової (кінематичної) схеми пристрою

Принципова схема показана на рис.2. На неї у вигляді простіших ліній показана початкова ідея майбутньої конструкції пристрою. Виносними лініями позначені позиції деталей та стандартних виробів. Їх назви вказані нижче схеми.

Принципова схема пристрою додається

Рис.2

1.Корпус (траверса). 2.Втулка різальна змінна. 3. Гвинт силовий. 4.Захват верхній. 5.Захват нижній. 6. П’ята упорна. 7. Штифт. 8. Вороток.

9. Вісь захвата (2 шт.).10. Стяжка.11.Вісь стяжки. 12. Гвинт стопорний стяжки. 13. Гвинт стопорний втулки.14. Кільце розрізне.