2.4 Проектирование привода приспособления
В соответствии с рисунком 7, сила на штоке Qшт определяется по формуле
Qшт
l2=2Рзl1
сos
,
(27)
Qшт=
,
(28)
где Рз – необходимая сила зажима заготовки;
l1 и l2 – расстояние от действия сил до точки опоры;
- угол зажима.
Qшт=
=
Н
Рисунок 7 - Схема привода
Используя справочную литературу, ранее принятые характеристики привода (при расчете коэффициента запаса) и принятую схему привода определяем, что для цилиндра, при подаче рабочей среды в бесштоковую полость:
Qшт=
,
(29)
где Qшт – сила на штоке привода, Н;
Dц- диаметр цилиндра (соответствует диаметру поршня), мм;
dшт- диаметр штока, мм;
р – давление в рабочей среде, МПа;
- КПД привода.
Отсюда
D=
,
(30)
где обозначения прежние.
=
мм
Корректируем диаметр цилиндра, Dц=50 мм [1, с. 520].
Диаметр штока d, мм, определяется по формуле:
dшт=0,3Dц, (31)
где обозначения прежние
dшт =0,3 50=15 мм
Действительная сила на штоке определяется по формуле (29), подставляя действительный диаметр цилиндра
=
=
Н
Действительная сила зажима заготовки определяется по формуле (27)
Рзд=
,
(32)
где Qштд – действительное усилие на штоке, Н
Рзд=
=
Н
Действительная сила зажима больше необходимой Рзд>Рзн (2342,7>1576,2), следовательно, спроектированное приспособление обеспечивает надежное закрепление заготовки.
2.5 Расчет элементов приспособления на прочность
В состав спроектированного приспособления входят детали, испытывающие повышенную нагрузку. Для исключения выхода из строя и обеспечения надежной работы приспособления необходимо рассчитать прочностные возможности этих деталей.
Стенки
цилиндров приводов испытывают действующего
усилия, стремящегося разорвать цилиндры
по их образующей. Следовательно, стенки
цилиндров будут работать на растяжение.
Необходимая толщина стенок
,
мм, вычисляется по формуле:
,
(33)
где D – диаметр поршня, мм;
-допускаемое
напряжение растяжения материала
цилиндра, МПа; [
]=240
МПа [8, с. 66].
р - удельное давление рабочей среды, МПа, р=3,0 МПа
мм
Спроектированная
толщина стенок больше чем расчетная
толщина стенок
>
(10>3,9),
следовательно условие выполняется.
Если
цилиндр одностороннего действия, то
толщину плоского дна
,
мм, рассчитывают по формуле:
,
(34)
где обозначения прежние
мм
Спроектированная
толщина плоского дна больше чем расчетная
толщина плоского дна
>
(7
>2,24),
следовательно, условие выполняется.
Расчет витков резьбы на прочность крышки цилиндров.
Витки
рассчитываются по напряжению среза
,
МПа, в основании витка резьбы цилиндра.
Условие прочности резьбового соединения
крышки цилиндра должно отвечать условию
формулы:
,
(35)
где р – давление рабочей среды, МПа;
d1 – диаметр цилиндра, мм, d1 = 50 мм;
К – коэффициент полноты резьбы, К=0,9;
S – шаг резьбы, мм, S=1,5;
Z – число работающих витков;
-
допускаемое напряжение при срезе, МПа,
=1050000
Па.
Величина z, определяется по формуле:
,
(36)
где l – длина свинчиваемой поверхности, l=11 мм;
,
По формуле (33):
МПа
Необходимая прочность достигается при выполнении условия:
<
,
(37)
где обозначения прежние
Условие выполняется.
Расчет на растяжение штока.
Чтобы шток выдерживал нагрузку без деформации, необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:
,
(38)
где
-
предел прочности в сечении
,
Н/мм2
-
предельное напряжение на растяжение
=240
МПа [8, с. 66].
Предел прочности в сечении , Н/мм,2 определяется по формуле:
,
(39)
где F – сила тяги, F=2342,7 Н
-
поперечное сечение,
Поперечное сечение , , определяется по формуле:
,
(40)
где обозначения прежние.
По формуле (37):
МПа
Так как по условию (13,3<240), следовательно, шток выдержит нагрузку без деформации.
Рисунок 8 – Эпюра на растяжение
Расчет пластины на изгиб
Силы, Ra и Rв, Н, определяются по формуле:
=Rв=
,
(41)
Где Rа - сила, приложенная в точке А, Н;
-
сила, приложенная в точке В, Н.
Rа=Rв=
=1131,05
Н
Моменты в точках, определяются по формуле:
В соответствии с рисунком 9, действие изгибающего момента Мх:
В точке А: Мх=0 Н м
В точке В:
Мх=Rа 2l-Qшт l=0, (42)
где обозначения прежние.
Мх
=
Н
м
В точке C:
Мх=Rа l, (43)
где обозначения прежние.
Мх=1131,05 25=28276,25 Н мм
На основе этих результатов строим эпюру изгибающих моментов
Рисунок 9 – Эпюра на изгиб
Максимальный
предел прочности на изгиб,
,
Н/мм2,
определяется по формуле:
,
(44)
где
-
момент сопротивления при изгибе
-
максимальный крутящий момент,
=28276,25
Н м;
-
максимальный предел прочности на изгиб,
=
240 МПа, [8, с. 66].
Величина , определяется по формуле:
,
(45)
где h –высота, мм;
b – толщина, мм.
Для данного случая величина Wх определяется по формуле:
,
(46)
где обозначения прежние.
Wх=
=
247,5 мм3
По формуле (42):
Па
Необходимая прочность достигается при выполнении условия:
<
,
(47)
где обозначения прежние.
Условие выполняется.
2.6 Технические требования к приспособлению
1 Отклонение от параллельности оси вала, установленного на призму относительно поверхности Б не более 0,02 мм;
2 Отклонение от параллельности поверхности Б относительно поверхности В не более 0,02 мм;
3 Отклонение от перпендикулярности поверхности Г относительно поверхности В не более 0,02 мм;
4
Рабочее давление жидкости в гидроцилиндре
=3
МПа;
5 Испытать гидросистему на прочность, при давление 5 МПа, утечка масла не допустима;
6 Рабочая жидкость – масло индустриальное
7 Размеры для справок;
8 Маркировать Ч.
2.7 Описание конструкции и работы приспособления
Приспособление
предназначено для обработки шпоночного
паза в детали Шток СС20147.50.023. Оно крепится
на столе с помощью двух винта (поз. ),
устанавливаемых в Т-образные пазы стола
и проушины корпуса (поз. ) приспособления.
Деталь устанавливается на призму (поз.
), с двух сторон под углом
устанавливаются скалки (поз. ), которые
соединены с помощью пластины (поз. ) с
гидроцилиндром (поз. ). При подаче жидкости
в штоковую полость шток вместе со
скалками опускаются вниз и зажимают
заготовку. Возврат штока осуществляется
за счет пружины (поз. ), которая поднимает
его вверх.
Перечень использованной литературы
1 Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.2 – М.: Высшая школа, 1986 – 728 с.
2 Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.3 – М.: Высшая школа, 1986 – 576 с.
2 Вардашкин Б.Н. Станочные приспособления. Т.2 – М.: Машиностроение
3 Горошкин М. А. Приспособления для металлорежущих станков – М.: Машиностроение, 1979 – 303 с.
3 Государственный стандарт союза ССР «Фрезы шпоночные. Технологические условия»
4 Государственные стандарты. Детали и узлы, часть 3
5 Государственные стандарты Детали и узлы, часть 5
6 Государственные стандарты Детали и узлы, часть 7
7 Епихин В. А. Вспомогательный инструмент для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1968 – 501 с.
8 Ицкович Г.М. Сопротивление материалов.- М.: Машиностроение, 1986 – 352 с.
9 Каталог – справочник. Металлорежущие станки.
10 Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машино-строителя. Т1. – М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.
11 Методические указания по выполнению курсового проекта.
12 Сорокин В.Т. Марочник стали и сплавов. – М.: Машиностроение, 1989-640 с.
13 Черпаков Б.И. Технологическая оснастка. - М.: Машиностроение, 2003. - 288 с.
Изм.
Лист
№ документ.
Подпись
Дата
002240231132005354030002
Лист
