Расчет и конструирование проушины

Рисунок 7.4 — Конструкция проушины Размеры проушины назначают в соответствии с принятым диаметром оси шарнирного соединения, который изначально определяется исходя из действующего усилия при работе на срез с учетом количества плоскостей среза.

Материал проушины соответствует материалу стрелы — 16Г2АФ с [у_T] = 314 МПа (п. 2 (2.1)).

Максимальная нагрузка, действующая на шарнир, определяется реакциями в наиболее нагруженной корневой опоре (рисунок 6.4). Реакции в вертикальной плоскости приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4. Реакции в вертикальной плоскости.

Условие прочности оси при работе на срез:

(7.6).

где F — нагрузка, действующая на шарнир; n_ср — число рабочих срезов оси, n_ср = 2; d — диаметр оси; [ф_ср] - расчётное сопротивление и допускаемое напряжение срезу для материала оси (см. п. 2 (2.5)), [ф_ср] = 167 МПа.

Из (7.6) получим:

(7.7).

Тогда диаметр оси равен:

м.

Принимаем размер диаметра 35 мм.

Суммарная ширина проушин b определяется из расчета листов проушин или колец (накладных, врезных) на смятие:

(7.8).

где [у_см]- допускаемое напряжение и расчётное сопротивление смятию в цилиндрических шарнирах (см. п. 2 (2.3)), [у_см] = 220 МПа.

Из (7.8) получим ширину b:

м.

По рекомендациям [5, таблица 10.2] толщина опорного листа стрелы принимается равной 12 мм, а для обеспечения требуемой ширины проушины 26 мм в него устанавливается врезное кольцо. Наружный диаметр врезного кольца D принимается в диапазоне (2,5…3,5)d [5] - D= 3,5d = 122 мм.

Прочность кольца проушины должна быть проверена по наибольшим нормальным напряжений у_1,2, возникающих на их внутренних волокнах, по формуле (при посадках не более H11/d9):

(7.9).

где k_б? 3…4 — коэффициент концентрации напряжений (для угла распределения напряжений б = 0…20? и соотношения D/d = 2,5…3,5); 0,85у_т — предел пропорциональности для стали, 0,85ут = 374 МПа.

МПа.

326 МПа < 374 МПа Условие выполняется.