Для того, чтобы выполнить расчет основных узлов и элементов стенда, необходимо решить ряд задач:
произвести выбор поперечного сечения стойки и выполнить расчет стойки на прочность;
провести расчет наиболее нагруженного стержня суппортов на изгиб и подобрать диаметр стержней;
рассчитать основные параметры винта, предварительно определив внутренний диаметр винта из условия прочности на сжатие.
Необходимо выполнить подбор поперечного сечения стойки и произвести основной расчет на прочность. Силы, действующие на стойку, показаны на рисунке 3.8.
Рис.3.8 - Силы и моменты, действующие на стойку
Момент сопротивления рассчитывается по формуле [18]
, (3.1)
где М - максимальный крутящий момент, действующий на стойку, Н·м;
- допустимое напряжение изгиба, для Сталь 45 =160 МПа.
Максимальный крутящий момент определяется по формуле [18]
, (3.2)
где F - сила тяжести, Н;
l - длина консоли, l=1 м.
Сила тяжести определяется по формуле [18]
F=m·g, (3.3)
где m - масса коробки передач, m=120 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (3.3), получим
F=120·9,81=1177,2 Н.
Максимальный крутящий момент по формуле (3.2) равен
Н·м.
Подставив соответствующие значения в формулу (3.1), получим
см4.
Выбор поперечного профиля стойки осуществляется по ГОСТ 8639-82 по таблице 3.1.
Таблица 3.1
H |
S |
Площадь сечения см2 |
Jx = Jy см4 |
Wx = Wy см3 |
Масса 1м, кг |
мм | |||||
32 |
3 |
3,37 |
4,93 |
3,08 |
2,65 |
35 |
3 |
3,73 |
6,61 |
3,78 |
2,93 |
36 |
3,5 |
4,40 |
8,11 |
4,50 |
3,46 |
40 |
4 |
4,96 |
11,5 |
5,73 |
3,90 |
42 |
4 |
5,89 |
14,8 |
7,05 |
4,62 |
45 |
5 |
6,37 |
18,6 |
8,25 |
5,00 |
50 |
5 |
8,70 |
30,8 |
12,3 |
6,83 |
55 |
5 |
9,70 |
42,1 |
15,3 |
7,61 |
60 |
6 |
12,53 |
63,8 |
21,3 |
9,84 |
65 |
6 |
13,73 |
83,0 |
25,5 |
10,78 |
70 |
6 |
14,93 |
105,7 |
30,2 |
11,72 |
75 |
6 |
16,13 |
132,4 |
35,8 |
12,66 |
80 |
7 |
19,85 |
183,2 |
45,8 |
15,58 |
92 |
7 |
23,21 |
288,5 |
62,7 |
18,22 |
100 |
7 |
25,45 |
377,5 |
75,5 |
25,45 |