5. Конструкторська частина
5.1. Будова та принцип роботи з’ємника
При виконні розбірочних робіт будемо застосовувати з’ємник, за допомогою якого будуть зніматися підшипники з кулачкового вала . Констукція з’ємника має забезпечити надійне і безпечне виконання слюсарних робіт, пов’язаних зі зніманням підшипників з вала.
З’ємник складається з корпусу (4), який має три вуха. До корпусу кріпиться гайка (5). На зовнішній різьбі гайки знаходиться втулка (2) з трьома вухами. Корпус (4) та втулка (2) зв’язані між собою шарнірами (3) . За допомогою цих шарнірів можна настроювати з’ємник на певний діаметр підшипника. В середені гайкі (5) знаходиться гвинт (9). У верхній частині гвинта встановлена рукоятка (8). До шарнірів (3) прикріплені лапи (1). На кінці кожної лапи за допомогою гвинта М6 (10) прикріплені накладні пластини (11). З’ємник захвачує пластинами з лапами підшипник , гвинт впирається в торець вала і при обертанні рукоятки (8) підшипник знімається з вала. Для забезпечення зняття підшипника з вала до рукоятки потрібно прикласти певне зусилля.
Мал.1.
5.2. Розрахунок з’ємника
Необхідну осьову Fa силу для зняття підшипника визначаю з умови міцності з'єднання з натягом:
K∙Fa ≤ f∙p∙π∙d∙B
де К-коефіцієнт запасу міцності (1,5 ... 2);
f-коефіцієнт тертя;
d-діаметр посадки (для підшипника 205d = 25 мм);
В-ширина підшипника (для підшипника 205В = 17 мм);
р-тиск на поверхню контакту.
p = N / d (C1/E1 + C2/E2)]
де Е1 і Е2-модулі пружності валу і втулки (Е = 21 • 104 МПа);
N-максимальний натяг (згідно ГОСТ 25347-82 для з'єднання 25H7/e7 максимальний натяг буде дорівнювати N = 0,021 мм);
С1 і С2-коефіцієнти:
C1
=
C1
=
де μ-коефіцієнт Пуассона;
d2-зовнішній діаметр внутрішнього кільця підшипника;
d1 = 0-так як вал суцільний (без порожнини всередині).
p = 0,021 / 25 (0,7 / 21 • 104 +2.19 / 21 • 104) = 10 (МПа).
Fa = fpπdB / K = 0,15 • 10,5 • 3,14 • 25 • 17/2 = 1000,9 (Н).
Умова міцності різьби гвинта по напруженням зминання:
σсм = F / (πd2hz) ≤ [σсм] (3)
де F-осьова сила, що діє на гвинт;
d2-середній діаметр різьби;
h-висота профілю різьби;
z-число
робочих витків:
z = H / p
де Н-висота гайки (глибина загвинчування). За [13] с. 34 формула (1.14) прийму. Н = 0,8 d1
де 
-допустиме
напруження на зніманні.
де σТ-межа плинності матеріалу (σТ = 200 МПа [1, табл. 1.1]).
попередньо приймаюосновні параметри для різьби трапеціїдальної d = 10 мм:
d2 = 9,026 мм; d1 = 8,376 мм; p = 1,5 мм; h = 0,8 мм.
Н = 0,8 • 8,376 = 6,7 (мм);
z = 6,7 / 1,5 = 4,5.
σсм = 1000,4 / (3,14 • 9,026 • 0,8 • 4,5) = 10,2 (МПа) <[σсм]-отже в якості ходового гвинта приймаю гвинт з трапецеїдальною різьбою діаметром 10 мм.
Виходячи з умови задачі і взявши до уваги рекомендації, висоту гайки):
Н = 0,8 • 8,376 = 6,7 (мм).
Остаточно приймаю H = 7 мм.
Крутний момент на ключі при затягуванні гвинта розраховується за формулою::
де Т ¬ Т ¬ - момент сил тертя на опорному торці гвинта;
ТР- момент сил тертя в різьбі.
Момент сил тертя на опорному торці гайки розраховується за формулою:
де dср=d1/2=8,376/2=4,188 (мм).
TT=1000.9·0.15(
)=360H·мм
Момент сил у різьбленні визначається за формулою:
де ψ - кут підйому різьби; розраховується за формулою:
де n - число заходів; n = 1.
.
φ - кут тертя в різьбі; розраховується за формулою:
де α - кут профілю різьби; α = 30 °.
Tp=0,5·1000,9·9,026· tg(3,02+8,83)=954,6(Н∙мм).
Tзав =360+954,6=1314,6 (Н∙мм).
де α - кут профілю різьби; α = 30 °.
Довжинаключа дорівнює:
Lкл = 20d = 20 • 10 = 200 (мм);
Сила,прикладена до ключа визначається за формулою:
Fp =Tзав/Lкл
Fр =1314,6/52 =25,3 (Н).
|
|
|
|