Анализ нагруженности плоского рычажного механизма
где F – площадь сечения;
WZ – момент инерции сечения относительно оси Z.
Это напряжение σmax , согласно с условиями прочности, должно быть не больше допускаемого │σ│= 170 МПа:
.
σmax = NZmax/F + Mmax/WZ ≤ │σ│ (2.8)
Это уравнение дает возможность найти геометрические размеры опасного разреза через подбор параметров F и WZ.
Будем рассчитывать для прямоугольного сечения. Тогда
Wx=bh2/6
h = 2b; F = hb=2b2; WZ = 4b3/6; (2.9)
b=
=5mm
h=2b=2*5=10mm
Так как условие прочности выполняется, то полученный диаметр подходит.
Для круглого сечения используем отношения:
;
;
(2.11)
Отсюда находим диаметр:
d=
=3mm
F=πD2/4
= 3.14
/4=7.06
Для сечения в виде двутавра параметры находим подбором, подставляя в выражение (2.13) значение WX. Принимая [σ] = 70 МПа (латунь), выбираем двутавр с параметрами Н = 15 мм, В = 7 мм, S = 1.5мм, S1 = 1.5 мм, ГОСТ 13621-74, изготовленный из латуни.
(2.13)
WZ= 0,245/70*106=0, 0035
Выводы
В ходе выполнения курсовой работы были изучены методы анализа и расчета плоских рычажных механизмов. В результате динамического анализа были определены скорости, ускорения, силы и моменты, действующие на звено.
Расчет на прочность звеньев механизма показал наиболее опасные участки.
Исходя из конструкторских соображений, был изменен диаметр круглого сечения с 4,8мм на 5мм. Размеры прямоугольного сечения 5мм на 10 мм.
Подобрав сечения, определяем, что наиболее выгодным является сечение в форме двутавра, так как с точки зрения затрат материала наиболее выгодные сечения те, у которых большая доля материала размещена в верхней и нижней частях сечения где напряжения наибольшие и поэтому материал наиболее полно используется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Степин П.А. Сопротивление материалов. Изд. 5-е, перераб. и доп. Учебник для студентов машиностроительных вузов. М., «Высшая школа», 1973.
2 Методические указания к курсовой работе по курсу «Теоретическая механика» для студентов специальностей 7.091807 и 7.091002 / Автор Евстратов Н.Д. – Харьков: ХТУРЭ, 2009. – 40 с.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 2008.-640с.
4 Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высш. Шк. 1986.-416с.
5 Конспект лекций .
6 Анурьев В.И. Справочник конструктора-приборостроителя. – М.: «Приборостроение» 1967 688 с.