Элементы основной конструкции подшипника

1. ЭЛЕМЕНТЫ ОСНОВНОЙ КОНСТРУКЦИИ 1.1 Детали, их материалы и характеристика Согласно заданию размеры деталей, составляющих подшипник (рисунок 1): втулка 1 – d = 60 мм; l′ = 1,3d = 78 мм; хомут 2 – a = 2d =120 мм; h′== 2,2d = 132 мм; s = 0,16d = 9,4 мм; l2′ = h′ + 0,5d + s′ ≈ 171,4 мм; ребро 3 – b′ = 1,3d = 78 мм; s ′ = 9,4 мм; l3′ = h′ – 9,5d = 102 мм. По ГОСТ 6636-69 принимаем l = b = 80 мм, h = 130 мм, l2 = 170 мм, s == 10 мм, l3 = 100 мм. Основание 4 – c′ == 0,25d = 15 мм; с = 16 мм; e = 110 мм; f = 140 мм. Расстояние lP от оси z до

точки приложения силы F lP = 0,25d = 15 мм (величина расчетная). В целях унификации материалов сварной конструкции для всех деталей (кроме крепежных), выбираем сталь Ст3 ГОСТ 380-94, обладающую хорошей свариваемостью. Заготовки: втулка [1, c. 130] – КРУГ 60 – В ГОСТ 2590-88 Ст 3 ГОСТ 535-88; где В – обычной точности; хомут и ребро [1, c. 134] – ПОЛОСА Б10 х 200 ГОСТ 82-70 Ст 3 ГОСТ 14637-89; где Б – обычной точности; основание [1, c. 134] – ПОЛОСА Б18 х 200 ГОСТ 82-70 Ст 3 ГОСТ 14637-89;

при с = 16 мм 2 мм – припуск на обработку. Механические свойства Ст3 в состоянии проката [1, c. 83] σВ = 400…490 МПа, σТ = 240 МПа. Допускаемое напряжение на растяжение при статической нагрузке [σP] = 160 МПа. 1.2 Проверка прочности основной конструкции Расчет проводится в предположении монолитности (отсутствия соединения) конструкции. В данном примере на прочность следует проверить наиболее опасное сечение: основание 4 – хомут 2 – ребро 3

(рисунок 2). Начальные оси координат x, y. z выбирают произвольно. В соответствии с рисунком 2, а координаты центра масс расчетного сечения: y0 = 0 (ось х – ось симметрии); x0 = xiAi / (Ai), (1) где xi, Ai – соответственно абсциссы и площади прямоугольников 1, 2 (i = 1, 2): x0 = [5(120∙10) + 50(80∙10)] / (120∙10 + 80∙10) = 23 мм. Проекции силы F на оси z и x: Fr = Fcosα = 25cos300 = 21,65 кН; Fa = Fsinα = 25sin300 = 12,5 кН. В расчетном сечении (рисунок 2, б) действуют: отрывающая сила Fr = = 21,65 кН;

срезающая сила Fa = 12,5 кН; изгибающий момент М = Fah – Fr(x0 –– lP) = 12,5∙130 – 21,65(23 – 15) = 1471,3 Н∙м. Осевой момент инерции расчетного сечения относительно оси y0 (рисунок 2, а) Iy0 = (Iyi + ai2Ai) (i = 1, 2), (2) где Iyi = bihi3 / 12 – собственные моменты инерции элементарных прямоугольников (относительно их центров масс С); ai – расстояние от центров масс прямоугольников до оси y0: Iy0 = 120∙103 / 12 + 182∙120∙10 + 10∙803 / 12 + 272∙80∙10 = 140,9∙104 мм4. Момент сопротивления сечения