Проектирование проушин неподвижных соединений (без подшипников и втулок)

Схема соединения показана на рис. 8.1.

Исходными данными являются материал проушин, характер соединения проушин с болтом (неподвижное, малоподвижное и т. д.), нагрузка Р ^Р, диаметр d болта (см. парагр. 8.2).

Порядок расчета:

1. Диаметр отверстия в проушине d _пр принимается равным диаметру болта:

d _пр =d.

2. Вычисляется толщина проушины δ из условия прочности соединения на смятие (8.2):

,

где n - число проушин, воспринимающих силу Р ^Р;

.

Полученное значение округляется до ближайшего большего в соответствии с ГОСТ 8032-84, который устанавливает ряды предпочтительных линейных размеров. Обычно конструктивные элементы деталей выбирают кратными 0,5 мм.

3. Вычисляется напряжение смятия:

.

4. Рассчитывается избыток прочности:

.

5. Задаются шириной проушины b из условия размещения головки болта, шайбы и гайки и получения минимальной концентрации напряжения в проушине: .

Тогда .

6. Вычисляется размер y′ из условия работы проушины на срез (8.3):

.

7. Определяется размер y:

где из условия размещения гайки (головки болта).

8. Определяется отношение y/x.

Замечание. Часто направление внешней нагрузки Р^Р может меняться. В этих случаях принимают y=x, то есть y/x =1 и b = d _пр +2y.

9. По графикам (см. парагр. 8.1) определяется коэффициент k.

10. Проверяется выполнение условия прочности проушины на разрыв (8.1),которое записывается в следующем виде:

.

Если оно выполняется, то переходят к п.13, в противном случае к п.11.

11. Вычисляется ширина проушины из условия её прочности на разрыв:

.

Значение b округляется до ближайшего большего по ГОСТ 8032-84.

12. Определяются значения b/d; и переходят к п. 7.

13. Вычисляется избыток прочности:

.

Конструкция считается удачной при b/d = (2-2,5). В этом случае получается сравнительно легкая конструкция. При больших b/d рекомендуется увеличить толщину δ проушины и повторить расчет с п. 6.

Приведенный алгоритм справедлив для соединения, показанного на рис. 8.1. При больших нагрузках для предотвращения смятия проушины из легких сплавов под стальным болтом и повышения ремонтопригодности в нее целесообразно запрессовать стальную втулку без буртиков (рис. 8.2). Расчет, в таком случае, нужно проводить по алгоритму, изложенному в парагр. 8.4.