Разработка конструкции устройства для сборки запрессовкой с одновременным калиброванием отверстия охватываемой детали.

Диаметр вала (оси неподвижной губки): d = 50 мм.Материал вала и корпуса – сталь.Высота колец: s = 0,12d= 6 мм. Расчетный коэффициент трения: f=0,1. Допустимое напряжение смятия для колец: k1 = [σсм] = 100 МПа.Число пар колец: z = 1.Угол конуса принимаем равным: а =45°; tg α=1;f/ tgα = 0,1/1 = 0,1.Коэффициент распределения сил: = 1 – (1 – 2 f / tgα) 2= 1-(1-20,1)2=0,36Крутящий момент по формуле (21, гл. 3)Мкр =5∙10 –5k1d3= 5∙10 –51005030,36 = 225 Нм.Сила сдвига по формуле (22, гл. 3)Рос = 0,1 k1d2 = 0,11005020,36 = 9000 Н.Ширина колец по формуле (17, гл. 3):l =0,6s/tgα = 0,66/1=3,6 мм; из конструктивных соображений принимаем l =5 мм.Общая длина соединения согласно формуле (18, гл. 3):L =1,15l = 1,155 6 мм.Расчет необходимой силы затяжки (P2)произведем не по формуле (19, гл. 3), а на основе формулы [1, с. 388], по той же причине, что и в предыдущем случаеПеремещение точки приложения силы относительно центра кольца (при малых углах 20) [1, с. 388]:, откуда радиальная сила Q2:здесь ;F = 16,22мм2.Таким образом, необходимая сила затяжки, действующая на второе кольцо, составит:P2=Q2tgα=4000,97tg45 =4000,97 Н(25)Фактическая осевая сила затяжки, передаваемая через распорную втулку от первой пары колец равна: Р2 = 4200 Н.Следовательно, по данным расчета двух пар колец можно сделать вывод о том, что заданный момент на маховике обеспечивает затяжку и первой и второй пары колец. 4.4Расчет усилий фиксации горизонтального поворота Определение силы затяжкиМомент, приложенный к муфте (рис. 25), необходимый для сообщения осевой силы Р1 [2, с.188]:(26)где dср – средний диаметр резьбы, для резьбы М722: dср=70,701 мм; α – угол подъема резьбы; ;t= 2мм – шаг резьбы; − приведенный коэффициент трения для заданного профиля резьбы; f=0,1 – коэффициент трения на плоскости; = 30 - половина угла при вершине профиля витка резьбы.С другой стороны приложенный к муфте момент МР равен (рис. 4):(27)где L–вылет рукоятки; Р–сила приложенная к рукоятке (примем Р = 150 Н).(27`)Рисунок 4. Механизм фиксации поворота вокруг вертикальной осиСледовательно, сила затяжки, приложенная к первому кольцу, составит:Р1 = МР/4,393 = 14400/4,3933278 Н(28)Определение несущей способности колец.Задача:Определить создаваемый момент сопротивленияи силу сдвига.Диаметр вала (оси неподвижной губки): d = 50 мм.Материал вала и корпуса – сталь.Высота колец: s = 0,12d= 6 мм. Расчетный коэффициент трения: f=0,1. Допустимое напряжение смятия для колец: k1 = [σсм] = 100 МПа.Число пар колец: z = 1.Угол конуса принимаем равным: а =30°; tg α=0,577;f/ tgα = 0,1/0,577 = 0,17.Коэффициент распределения сил: = 1 – (1 – 2 f / tgα) 2= 1-(1-20,17)2=0,56Крутящий момент по формуле (21, гл. 3)Мкр =5∙10 –5k1d3= 5∙10 –51005030,56 = 350 Нм.Сила сдвига по формуле (22, гл. 3)Рос = 0,1 k1d2 = 0,11005020,56 = 14000 Н.Ширина колец по формуле (17, гл. 3):l =0,6s/tgα = 0,66/0,577=6,3 ммОбщая длина соединения согласно формуле (18, гл. 3):L =1,15l = 1,156,3=7,25 мм.Необходимую силу затяжки (P1) и в этом случае рассчитаем исходя из формулы [1, с. 388]:Нгде = 2 мм – перемещение точки приложения силы относительно центра кольца, определяется сжатием разрезного кольца до выбора зазора; r–расстояние от оси разрезного кольца до точки действия силы, принимаем r = rср = 30 мм; = 0,01745 рад – угол, определяющий положение действующей нагрузки, т.к. нагрузка действует равномерно по окружности и 0, примем при расчете =1; Е – модуль упругости (для стали 60С2А ГОСТ 14959-79 Е = 212000 МПа); J – момент инерции сечения кольца (где b – длина основания треугольника, h – высота треугольника); F =20,14 мм2 – площадь сечения кольца.Таким образом, необходимая сила затяжки, действующая на первое кольцо, составит:P1=Q1tgα=4967,9tg30 =2866,5 Н(29)Фактическая осевая сила затяжки, развиваемая при приложении заданного момента к муфте равна Р1 = 3278 Н.Следовательно, момент на маховике обеспечивает затяжку этой пары колец. Рисунок 5. Схема для расчета на срез витков резьбыРасчет на срез витков резьбы [1,c.58].Усилие, вызывающее срез витков (рис. 3.6):резьбы болта (в нашем случае корпуса и основания)(30)резьбы гайки (в нашем случае муфты)(31)где d1=69,836 мм – внутреннийдиаметррезьбыболта; kб иkг – коэффициенты полноты резьбы болта и гайки; для метрической резьбы kб= kг = 0,87; Н=3–6=32мм – высота гайки; km–коэффициент, учитывающий неравномерность деформаций витков по высоте гайки при наличии в резьбе пластических деформаций и особенности разрушения резьбы. Теоретически km= 1 лишь для соединений с равномерным распределением нагрузки между витками, разрушение которых происходит в результате чистого среза, на практике такой случай практически не реализуется, и всегда km< 1. Согласно табл. 12 km= 0,55; вб и вг – пределы прочности материалов соответственно болта и гайки на срез; для сталей и титановых сплавов можно принимать (материал сталь 20):в=(0,60,7)в=(0,60,7)520=312364 МПа; принимаем в= 312 МПа.Расчет произведем для резьбы болта, т.к. Таким образом, данное резьбовое соединение способно выдержать нагрузку на срез порядка 1000 кН.ЗаключениеВ ходе выполнения курсовой работы было разработано приспособление для запрессовки втулки в Шатун двигателя внутреннего сгорания с одновременной калиброванием втулки. Были закреплены навыки по базированию заготовки, разработке приспособления, расчету основных характеристик силового механизма.Библиографический списокБиргер, И.А., Шорр, Б.Ф., Иосилевич Г.Б. – Расчет на прочность деталей машин: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 702 с., ил.Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 303 с., ил.Гжиров, Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник. – Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. – 464 с., ил.Машнев, М.М., Красковский, Е.Я., Лебедев, П.А. Теория механизмов и машин и детали машин: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп.– Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. – 512 с., ил.Веденеев, Д.С. Некоторые особенности потребительских предпочтений по импортным и отечественным товарам народного потребления // Маркетинг в России и за рубежом. 2001. №2.Орлов, П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособ. – М.:Машиностроение, 1988. – 543с.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. 3-еизд., перераб. Т. 2. /под ред.А.Н. Малова. – М.: Машиностроение, 1972. – 568 с.Косов, Н.П. Станочные приспособления. – М.: Машиностроение, 1968. – 216 с.