сила
В
Для побудови епюри згинальних моментів у поперечній площині (М2) необхідно визначити реакцію PY. Для цього розглянемо рівновагу маніпулятора в горизонтальній площині (див. малюнок 1.5). br/>В
Звідси
В
Ординати епюри M 2 (див. малюнок 1.4)
У перетині 0:
В
У перетині А:
В
Ділянка ОА рукояті відчуває так само кручення по всій довжині від сили PY (див. малюнок 1.4).
В
З побудованих епюр визначаються найбільш навантажені перетину. Перетин рукояті може мати різну конфігурацію. Приймемо розрахунковий переріз у вигляді прямокутної коробчатої форми, симетричне щодо нейтральних осей xx і yy (малюнок 1.6). br/>В
Малюнок 1.6 Розрахунковий перетин рукояті
Приймаються, в першому наближенні, розміри перерізу і виконується перевірочний розрахунок міцності вибраного перерізу. Звичайно приймається рівним відношенню. У цьому перетині діють згинальні моменти у вертикальній поздовжній М1 і в поперечній М2 площинах, крутний момент Мкр і розтягуються сила Nраст, тобто воно відчуває складне нагружение. Найбільш навантаженими є, як правило, точки найбільш віддалені від центру тяжіння. Візьмемо точку К.
Нормальна напруга від моменту М1
В
де JX - момент інерції перетину щодо осі хх, М4.
Нормальна напруга від моменту М2
В
де JY - момент інерції перетину щодо осі yy, М4.
Приймемо товщину стінок по периметру перетину однаковою. Тоді
В В
де ? - товщина стінок, ? = 0,006 - 0,008 м.
Нормальна напруга від сили, що розтягує N раст
В
де FA - площа перерізу, м2.
Результуюче нормальне напруження
В
Дотичне напруження від крутного моменту Мкр
В
Jкр - момент інерції перерізу при крученні, М4.
В
Наведені напруги в точці К
В
Далі визначається коефіцієнт запасу міцності
В
де? Т - межа текучості матеріалу, МПа.
Для сталі 15ХСНД? Т = 300 МПа.
Рекомендований коефіцієнт запасу міцності nрек = 1,5 - 2,5.
Якщо прийняті розміри перерізів відповідають вимогам міцності
(n = 1,5-2,5), то студент приступає до розробки конструкції рукояті, з урахуванням обгрунтованих вище розмірів її перерізів.
1.4 Розрахунок на міцність стріли маніпулятора
Розрахунок стріли маніпулятора на міцність виконується для трьох можливих випадків небезпечної напруги:
) при підйомі вантажу на максимальному вильоті з одночасним поворотом маніпулятора;
2) при підтаскуванні вантажу на середньому вильоті з одночасним поворотом маніпулятора;
3) при підтаскуванні вантажу на мінімальному вильоті з одночасним поворотом маніпулятора.
У курсовому проекті за завданням викладача розрахунок на міцність стріли може бути виконаний для одного або двох випадків. В якості прикладу розглянемо перший випадок, тобто . p> На стрілу також як на рукоять діють: згинальний момент у вертикальній поздовжній площині, вигинає момент в поперечній площині, крутний момент і розтягують або стискають сили.
Крутний момент для будь-якого перетину стріли (див. малюнок 1.3)
В
Згинальний момент у поперечній площині від сили Рy, наприклад в перетині 1-1, визначається за формулою
В
Для визначення згинальних моментів, що діють в різних перетинах стріли у вертикальній поздовжній площині необхідно визначити реакції у вузлі з'єднання стріли з руків'ям, тобто в точці А (див. малюнок 1.3) і зусилля РР для прийнятого розрахункового випадку, тобто при. Для цього потрібно розглянути рівновагу рукояті. p> При підйомі вантажу на максимальному вильоті РХ = 0, а рукоять прагне під дією сили РZ і сил ваги GP і G3 повернутися за годинниковою стрілкою (див. малюнок 1.3), тобто зусилля РР утримує її та направлено так, як показано на малюнку 1. 3. Визначимо його:
.
Звідси
В
Для знаходження реакцій в шарнірі А використовуємо схему навантаження рукояті, наведену на малюнку 1.7, яка в масштабі перечерчівать з ККС маніпулятора.
В
Малюнок 1.7 Схема навантаження рукояті в поздовжній вертикальній площині
В
Звідси
В В В
Визначивши РР і реакції в шарнірі А, студент креслить в масштабі стрілу з додан...
