Расчет на прочность основных деталей ударного механизма

При выпрессовки шкворня рулевого механизма автомобиля (или других подобных сопряжений) используется явление удара, т.к. для выпрессовки обычным способом (статическая нагрузка) требуется большие усилия в десятки тонн. Из механики известно, что при ударе соприкасающихся тел, возникающие силы очень велики по сравнению с обычными силами, так как изменение скорости соприкасающихся тел происходит в очень незначительный промежуток времени (t) почти мгновенно. Различают абсолютно упругий удар и абсолютно неупругий, т.е. когда тело после удара остается на поверхности тела (не отскакивает, например, как мяч). В данном случае процесс происходит практически как абсолютно неупругий. Поэтому для определения ударной силы можно использовать теорему о количестве движения:

где, m – масса ударяемого тела ();

U – скорость перемещения, м/с;

F – действующая сила, КГС,

t – время, в течении которого происходит изменение количества движения (mU) – с (сек.).

При t=0 ударная сила была бы бесконечной, но т.к. при ударе все же имеют место незначительные деформации, которые происходят в минимальные промежутки времени, то и t имеет свое какое-то конечное значение, исчесляемое долями секунд.

Так, например, при трамбовке грунта с помощью «бабы» время удара равно 0,0045 с. Ориентируясь на этот пример определяю усилие, которое будет действовать при ударе с использованием пружины, с последующим уточнением на стадии эксперимента.

Исходные данные для расчета.

Параметры пружины.

Пружина № 16, класс II, разряд – 4, ГОСТ 13773-68

Р3(max) = 900 кгс, Z1 = 44,24 кгс/мм, f3 = 23,35 мм.

Диаметр проволоки – d = 16 мм,

Диаметр пружины – D = 130 мм,

Шаг – tн = 45 мм,

Количество витков – n = 8 .

Высота пружины в свободном состоянии

Ho = t*n+d = 45*8+16= 380 мм.

Высота пружины в сжатом состоянии (до соприкосновения витков).

Нс = n*d= 8*16= 128,принимаю Нс = 130 мм.

Определение усилия удара

Вес перемещающихся масс Р8 кг.

Ударный импульс или силу удара «F» определяю по формуле

mU = F*t

m = = тех.единица ()

Время движения массы бойка предварительно принимаю t = 0,005 с. (исходя из выше приведенного примера с последующим уточнением на стадии эксперимента).

Тогда скорость перемещения бойка равна

U = ,

где S = Но – Нс = 380 – 128 = 252 мм = 0,25 м.

Преобразуем формулу ударного механизма (импульса)

;

F =

Расчет на прочность основных деталей

Определение резьбы штанг рис.4.1.

Штанги нагружены растягивающей силой F = 60*103; нагрузка расчетная на одну штангу

Рр = 0,5*F*Кd = 0,5*60*103*1,2 = 36*103 Н, где Кd – динамический коэффициент.

Диаметр резьбы определяют по формуле

где d1 – внутренний диаметр резьбы.

- допустимое напряжение для резьбы

Материал болта Сталь 35 (у)

= 380 Н/мм2; = 650 Н/мм2,

Материалы о транспорте:

Анализ современных методов моделирования рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания
В настоящее время процесс сгорания в бензиновых и дизельных двигателях достаточно широко исследован с теоретической и практической точек зрения [ 1, 3…7]. Вместе с тем, широкое использование в послед ...

Карбюраторные поршневые двигатели
К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся: - кривошипно-шатунный механизм, - газораспределительный механизм, - система питания, - система выпуска отработавших газ ...

Построение индикаторной диаграммы
Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме: Диаграмма строится на миллиметровой бумаги в координатах Р – V с использованием результатов теплового расчета. Масштаб рекомендуется выби ...