Сергей Гаврилов - Расчеты конструктору

Момент инерции сечения по оси Х-Х:

J = Pii* d * d * d * d /64… J = 306796,158 …

Сопротивление изгибу:

W = Pii* d * d * d /32… W = 12271,8463 куб.мм…

Напряжение на прямых участках прутка серьги:

Bp= F / ( 2*S )… Bp = 24,972 H / кв.мм.

Запас прочности от предела прочности:

K = Bv / Bp … K = 410 / 24,972 = 16,4 > [ 5 ] ..

Прочность достаточна.

Расчет криволинейного участка:

Радиус среднего слоя: Rc = 95 мм.

Максимальный момент:

Mm = F * Rc * ((L / 2 ) + Rc ) / ( L + ( Pii * Rc ))…

Mm = 98066,5 * 95 * ( 45 + 95 ) / ( 90 + ( Pii * 95 )) …

Mm = 3357652,41 Н *мм.

Предельный момент:

Mp = Bv * W…

Mp = 410 * 12271,8463 …. Mp = 5031457 Н *мм.

Запас прочности по предельному моменту:

K = Mp / Mm… K = 5031457 / 3357652,41… K = 1,4985 > [ 1,25 ]..

Прочность достаточна.

Напряжение изгиба для внутреннего ( сжатого ) волокна:

Biv = ( Mm * ( d/2 ) / J ) * ( Rc / ( Rc – ( d / 2 ))…

Biv = ( 3357652,41 * 25 / 306796,158 ) * ( 95 / ( 95 -25 )) … Biv = 371,323 H / кв.мм.

Находим коэф. Хх:

Xx = Rc /( Rc – ( d /2 ))… Xx = 95 /( 95 – 25 )… Xx = 1,35714…

По графику находим коэф. Yx = 2,221…

( Кривой брус прочней прямого бруса )…

Коэф. запаса: K = Bt * Yx / Biv … К = 270 * 2,221 / 371,32 = 1,615 > [ 1,25 ].

Прочность достаточна.

Напряжение изгиба для наружного ( растянутого внешнего) волокна:

Bin = ( Mm * ( d/2 ) * Rc / J )* ( Rc + ( d/2 ))…

Bin = ( 3357652,41 * 25 /306796,158 ) * ( 95 / ( 95 + 25))…

Bin = 216,606 H / кв.мм.

Находим коэф. Хх:

Xx = Rc /( Rc + ( d /2 ))… Xx = 95 /( 95 + 25 )… Xx = 0,79167…

По графику находим коэф. Yx = 1,2675… (Skb-02.).

Коэф. запаса: K = Bt * Yx / Bin … К = 270 * 1,2675 / 216,606 = 1,58 > [ 1,25 ]..

Прочность достаточна…

Развернутая длина звена:

Lr = ( 2 * Pii * Rc ) + ( 2 * L )… Lr = 776,9 мм.

Масса звена:

Qm = 7,85 * S * Lr / 1000000; … Qm = 11,98 кг…

График Skb-02.

Контрольный пересчет звена по РД 10-33-93.

Торообразный элемент звена ОВ1-10 .

Исходные :

Радиус внутренней части тора Rвн = 70 мм.

Диаметр сечения тора d = 50 мм.

Усилие на серьгу F = 98066,5 H.

Предел прочности материала Bv = 410 МПа.

Напряжение текучести материала Bt = 270 МПа.

Расчет :

Расчет криволинейного участка: ( смотри расчет серьги ).

Момент сопротивления Ф 50 мм.

W = 12271,846 куб.мм..

Площадь сечения S = 1963,4954 кв.мм .

Средний радиус тора R = 95 мм.

Коэф. Хx – для работы с таблицей :

Xx = R / ( R + ( Dps / 2 ))… Хx = 0,791667;

Коэф. Yx – определяем интерполяцией.

Yx = 1,35714 ; График Skb-02. Табл. Skb-03.

( Xx и Yx смотри таблицу в расчете серьги ).

Предельный изгибающий момент:

МПР = Bt * W * Yx … МПР = 4496745 Н *мм.

Максимальный изгибающий момент:

ММ = Mm = 0,318 * F * R… ММ = 2962589 Н*мм.

Коэф. запаса по изгибающему моменту.

K = МПР / Mm = 1,518 ; Достаточно прочно.

Минимальный допустимый коэф. запаса = 1,25 ;.

Исходные данные :

Прямой участок элемента звена ОВ1-10 .

Диаметр сечения = 50 мм.

Усилие на одну ветвь = 49033,25 Н.

Расчет :

Площадь сечения одной ветви S = 1963,4954 кв.мм.

Напряжение растяжения = 24,9724 МПа.

Коэф. запаса по растяжению от пред.проч. = 16,41813 ;

Минимальный допустимый коэф. запаса = 5,00 ;

Расчет серьги.

Исходные данные:

Q = 20 kH.

L xs= 80 мм.

D ps= 24 мм.

L xp= 60 мм.

D xp= 40 мм.

D pp= 30 мм.

S xp= 30 мм.

C pp= 120 мм.

Металл серьги:

Сталь 20 ГОСТ 1050-88…

Вt = 240 H/кв.мм.

Bv = 410 H/кв.мм.

Металл пальца:

Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Вtp = 360 H/кв.мм.

Bvp = 610 H/кв.мм.

Расчет:

Сечение прутка: Dps = 24 мм.

S = Pii* Dps* Dps/4… S = 452,3893 кв.мм.

Сопротивление изгибу:

W = Pii* Dps* Dps* Dps /32… W = 1357,168 куб.мм.

Напряжение на прямых участках прутка серьги:

BR = Q / ( 2*S )… BR = 22,105 H / кв.мм.

Запас прочности от предела прочности:

K = Bv / BR … K = 410 / 22,105 = 18,5 > [ 5 ]..

Прочность достаточна.

Рассчет криволинейного участка:

Радиус среднего слоя:

Rc = ( Lxp+Dps )/ 2… Rc = 52 мм…

Коэффициент Хх:

Xx = R / ( R + ( Dps / 2 ))… Xx = 0,8125…

Таблица по графику ( для круглого сечения Таб. 02 ).

Таб. Skb-03.

..

Линейной интерполяцией находим по формуле:

Yx = (( Y2 – Y1) * ( Xx – X1 ) / ( X2 – X1 )) + Y1…

Находим: Yx = 1,303…

Предельный изгибающий момент для кривого бруса:

Mp = Bt * W * Yx … Mp = 240 * 1357,168 * 1,303…

Mp = 424413,58 Н*мм..

Максимальный изгибающий момент как для части тора:

Mm = 0,318 * Q * Rc… Mm = 0,318 * 20000 * 52 … Mm = 330720 Н*мм..

Коэффициент запаса: K = Mp / Mm… K = 1,283 > [ 1,25 ] …

Прочность достаточна…

Палец серьги на изгиб:

F = Q = 20000 H…

L = Lxp + Sxp.. L = 90 мм.

М изг = L * F / 4… М изг = 450000 Н * мм…