Расчёт проушины без подшипников и втулок
Расчёт ведётся в следующей последовательности.
Диаметр соединительного болта определяется выражением
,
где - число плоскостей среза;
- расчётное
напряжение среза болта.
Принимаем .
Рисунок 4 – Плоскости среза и разрыва
Толщина проушины
определяется как максимальная из величин
и
:
- толщина проушины
из условия смятия материала болта,
принимаем, что
;
Рисунок 5 – Конструкция тяги
- толщина проушины
из условия смятия материала проушины,
принимаем, что
.
Ширина перемычек
проушины определяется как максимальная
из условия среза проушины от силы
и разрыва от силы
:
- ширина перемычки
из условия разрыва проушины по плоскости
разрыва;
- ширина перемычки
из условия среза проушины по плоскости
среза;
,
- расчётные напряжения разрыва и среза
материала проушины;
- коэффициент
концентрации, в общем случае зависит
от вида нагружения соединения, числа
проушин, размеров самого соединения.
Ширина перемычки
определяется аналогичным образом.
Остальные размеры назначаются исходя из конструктивных и технологических соображений.
Проектировочный расчёт корпуса балочного кронштейна
Корпус балочного кронштейна имеет, как правило, двутавровое сечение. Он включает в себя два пояса, заключённую между ними стенку, основание. Пояса двутавра воспринимают осевые усилия, возникающие от изгибающего момента и силы , а стенка – касательные усилия от сил и .
Проектировочный
расчёт начинается с расчёта сечения в
зоне перехода проушины к телу кронштейна.
Это сечение устанавливается на расстоянии
от точки приложения нагрузки.
Тогда
Должно выполняться
условие
В выбранном сечении от усилий и действуют напряжения
Условие выполняется.
Рисунок 6 – Корпус кронштейна
Далее переходим к расчёту толщины стенки. Стенка воспринимает перерезывающую силу. Её толщина рассчитывается из условия среза по формуле
где
- угол наклона пояса кронштейна к
продольной оси;
- высота стенки в
рассматриваемом сечении;
- допускаемое
касательное напряжение.
При выборе толщины стенки в качестве расчётного сечения кронштейна принимают сечение, где стенка включается в работу и имеет наименьшую высоту (сечение 2-2).
В расчётах принимаем,
что сечение 2-2 находится на расстоянии
от точки приложения силы
.
Из технологических соображений толщина стенки кронштейна делается постоянной по всей длине кронштейна. Следует иметь ввиду, что напряжения в стенке по направлению к основанию кронштейна уменьшаются, так как перерезывающая сила остаётся постоянной по длине кронштейна, а высота стенки увеличивается.
Для снижения массы кронштейна или для размещения какой-либо коммуникации в стенке делают вырезы. Высота выреза делается не более половины высоты стенки кронштейна.
Расчёт толщины и
ширины поясов проведём сначала для
сечения 2-2, а затем для сечения 3-3. Здесь
стенка имеет наименьшую строительную
высоту, и сплошное сечение кронштейна
переходит в сечение двутавра. Ширину
пояса
в данном сечении примем ширине проушины
.
По направлению к
основанию кронштейна ширина пояса, как
правило, увеличивается, а толщина
остаётся постоянной из технологических
соображений.
Как уже отмечалось, пояса кронштейна воспринимают осевые усилия. Разрушение растянутого пояса происходит при напряжениях, равных критическим напряжениям потери устойчивости. Размеры пояса определим исходя из его площади, которую найдём из условия сохранения им большей устойчивости. В этом случае площадь пояса определится по следующей методике.
Напряжения, действующие в поясе, равны
,
,
условие выполняется.
Расчёт ширины пояса для сечения 3-3 производится по условию
.
