а <810 МПа.
Крок пружини
= 2.152 +0.6 = 2.752 мм (4.2.19)
Довжина розгорнутої дроту
= 3.14 * 6.9 * 8.2 = 177.7 мм (4.2.20)
Щільність стали
= 7.8 г/см 3 .
Маса пружини
= 0.785 * 0.06 3 * 177.7 * 7.8 = 3.9 г (4.2.21)
Обсяг, займаний пружиною
= 0.785 * 0.75 * 0.162 2 = 0.93 см 3 = 930 мм 3 (4.2.22)
4.3 Розрахунок штовхача. Визначення реакцій опор штовхача
Конструктивно, виберемо штовхач у формі стержня з круглим перетином і сферичним наконечником. Такий вибір продиктований тим, що сферичні наконечники, що мають досить великий радіус заокруглення, мають підвищену контактної міцністю. Штовхач повинен мати також маточину як упор для пружини, притискає сам штовхач до кулачка. Діаметр штовхача виберемо з умови міцності на вигин.
В
Рис. 2. Силова схема кулачкового механізму. br/>
Сила Q, притискає штовхач до кулачку, є рівнодіюча кількох сил: Q пс -корисного опору.
Q пр - тиску пружини.
Q т - тяжкості.
P і - інерції:
Q = Q пс + Q пр + Q т п‚± P і (4.3.1)
Кулачок тисне на штовхач з силою Р, яка спрямована перпендикулярно профілем кулачка і становить з напрямком вектора швидкості штовхача кут тиску пЃ§ пЂ® пЂ У нашому випадку він становить (див. п.4.1) 5 п‚°.
Сила Р визначається як [5]:
Р = Q пс /(пЃЁ cos пЃ§) (4.3.2)
Де
пЃЁ пЂЅ пЂ± пЂ f [1 + (2b/c)] tg пЃ§ (4.3.3)
- ККД кулпчково-ползунного механізму.
B = 30 мм., c = 45 мм.
F = 0.15
пЃЁ = 1-0.15 [1 + (2 * 30/45)] tg5 п‚° п‚» пЂ° пЂ® 96.
Таким чином:
Р = 5.5/(0.96 * cos5 п‚°) = 5.75 H.
Визначимо приведений коефіцієнт тертя [1]:
пЃЄ пр = arctg (f тр ) (4.3.4)
f тр - коефіцієнт тертя сталь по сталі - 0.15.
пЃЄ пр = arctg (0.15) = 9.47 п‚°.
Рівнодіюча сил тертя Р і Fтр називається повною силою тиску кулачка на штовхач.
(4.3.5)
P п = 5.75/cos 9.47 п‚° = 5.83 H.
Розкладаючи силу Рп на дві складових, отримуємо:
- - Сила, згинальний штовхач і що викликає реакції Nb і Nc в його напрямних, від величини яких залежать значення сил тертя Fb і Fc.
= 5.83 * sin (5 +9.47) = 1.46 H.
- - Сила, рушійна штовхач, яка долає сили Q, Fb, Fc.
= 5.83 * cos (5 +9.47) = 5.65 H.
Таким чином, величину згинального моменту можна визначити як:
М і = b = 1.46 * 30 = 43.8 Н * мм. (4.3.6)
Діаметр штовхача з умови міцності на вигин визначимо за формулою:
(4.3.7)
Для сталі 45 (Матеріал штовхача) [1] пЃі в = 120 МПа. [пЃі] і = 0.16 пЃі в = 0.16 * 120 = 19.2 МПа. p> Таким чином, знаходимо найменший діаметр штовхача:
= 2.8 мм.
З урахуванням коефіцієнта запасу 1.5 приймаємо діаметр штовхача d = 4мм.
Складемо систему трьох умов, згідно з якою система повинна перебувати в рівновазі (На підставі принципу Даламбера):
(4.3.8)
Вирішуючи перші два рівняння, можна визначити опорні реакції в направляющех штовхача Nb і Nc.
= 1.46 (30 +45)/45 = 2.43 Н.
= 2.43-1.46 = 0.97 Н.
Fb і Fc - сили тертя в опорах:
Fb = Nb * f ' , Fc = Nc * f '(4.3.9)
Де f '= tg пЃЄ пЂ§' - коефіцієнт тертя між направляючою і штовхачем.
5. Контактний розрахунок
У вузлах механізму сили між деталями передаються при початковому торканні робочих поверхонь в точці або по лінії. Принаймні зростання сили за рахунок пружних деформацій матеріалу з'являються площадки контакту, розмітити яких дуже малі в порівнянні з розмірами поверхонь дотичних деталей.
Сили діють нормально до поверхні деталей і створюють у місцях контакту нормальні контактні напруги. Контактну (або поверхневу) прочностьдеталей при статичному навантаженні оцінюють за максимальним контактним напруженням пЃі max , які виникають у центрі площадки контакту. Напруги на майданчиках контакту при видаленні від точки або лінії початкового дотику зменшуються по нелінійному закону. Нелінійний характер має і залежність між розмірами площадки контакту і значенням нормальної сили.
Поверхневу міцність деталей при статичному навантаженні перевіряють за умові:
5.1 Контактний розрахунок кулачкового механізму
Оцінка конт...
