Прочнострой расчет конструкторской разработки
Наибольшие напряжения вычисляются по формуле: Wк = 2•а2 •д, где, а — сторона квадрата, мм; Где d — внутренний диаметр втулки, мм. Д — толщина стенки профильной трубы. D = (kф / kd + kf -1)/ kv = (1,4/0,7 + 1,05−1)/1 = 2,05. Определяем напряжение кручения: Определяем напряжение кручения: Wк = 3,14•503 •(1- 304 / 504) / 16 = 21 352 мм³. Условие прочности выполняется. Условие прочности выполняется… Читать ещё >
Прочнострой расчет конструкторской разработки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Так как мотор-редуктор передает мешалке вращательное движение, то необходимо рассчитать наибольшие касательные напряжения при кручении, возникающие в опасном сечении. В нашем случае произведем прочностной расчет на кручение соединительной переходной втулки и профильной трубы мешалки.
Для привода мещалки смесителя принят волновой вертикальный мотор-редуктор МВз-80−18-Ц с частотой вращения nт = 18 мин-1 и допустимым крутящим моментом Мт = 90 Н•м.
Прочность считается обеспеченной, если наибольшие касательные напряжения, возникающие в опасном сечении, не превышают допускаемых:
фmax? [фк],.
где [фк] - допускаемые напряжения при кручении, [фк] = 20…40 МПа.
Наибольшие напряжения вычисляются по формуле:
фmax = Мк / Wк ,.
где Мк — допустимый крутящий момент на валу, Н•м;
Wк — полярный момент сопротивления при кручении.
Определяем полярный момент сопротивления при кручении втулки:
Wк =р · d3• (1- d4 / D4) / 16,.
где d — внутренний диаметр втулки, мм.
D — наружный диаметр втулки.
Wк = 3,14•503 •(1- 304 / 504) / 16 = 21 352 мм³.
Определяем напряжение кручения:
фк = Мк/ Wк = 90•103 /21 352 = 4,2 МПа.
фmax = 1? [фк].
Определяем амплитуду напряжения цикла фа и среднее напряжение цикла при отнулевом цикле:
фа = фm = фк /2 = 4,2/2=2,1 МПа.
Принимаем материал втулки со следующими характеристиками:
ув = 570 МПа;
у-1 = 0,43?ув =0,43• 570 = 246 МПа;
ф1 = 0,6?у-1 =0,6• 246 =147 МПа.
По табл. 12.16 [8] принимаем коэффициенты kф и kу? эффективные коэффициенты концентрации напряжений:
kф = 1,4; kу = 1,65.
По табл. 12.12 [8] принимаем kd? коэффициент влияния абсолютных размеров.
Для D = 90 мм kd = 0,7.
Для Ra = 3,2 коэффициент влияния шероховатости kf =1,05.
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения kv =1.
Определяем общий коэффициент концентрации напряжений для данного сечения втулки:
(kф)D = (kф / kd + kf -1)/ kv = (1,4/0,7 + 1,05−1)/1 = 2,05.
Определяем пределы выносливости втулки в данном сечении:
(с -1)D = с-1 / (kс)D = 147 /2,05 = 71,7 МПа.
Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sс = (с -1)D / с, а = 71,7/ 2,1= 34.
S > [S] = 1,3…2,1.
Условие прочности выполняется.
Аналогичные расчеты проводим для профильной трубы.
Полярный момент сопротивления при кручении для трубы квадратного сечения рассчитывается по формуле:
Wк = 2•а2 •д, где, а — сторона квадрата, мм;
д — толщина стенки профильной трубы.
Wк = 2•502 •5 = 25 000 мм³.
Определяем напряжение кручения:
фк = Мк/ Wк = 90•103 / 25 000 = МПа.
фmax = 3,6? [фк].
Определяем амплитуду напряжения цикла фа и среднее напряжение цикла при отнулевом цикле:
фа = фm = фк /2 = 3,6/2 = 1,8 МПа.
Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sс = (с -1)D / с, а = 71,7/ 1,8 = 40.
S > [S] = 1,3…2,1.
Условие прочности выполняется.