Расчет на прочность рычага

РЫЧАГ работает на усталость в условиях знакопеременного изгиба, поэтому расчет коэффициента запаса прочности целесообразно проводить по максимальным значениям изгибающих сил Р⁺, Р^-, которые берутся из осциллограмм с соответствующим знаком. Для нашего случая изгибающее усилие, возникающее при движении рычага к правой кромке (выталкивание прокладчика) принимаем со знаком "+", т.е. Р⁺, а при движении в исходное положение со знаком "-", т.е. Р^-.

Коэффициент запаса прочности n_s для знакопеременного цикла нагружения находится:

 

 

где: s_-1 - предел выносливости при симметричном цикле нагружений,

s_В - предел прочности,

s_ср - среднее напряжение цикла от рабочих нагрузок,

К_s - коэффициент концентрации напряжений,

e_n - коэффициент учитывающий состояние поверхности,

e_m - масштабный фактор.

 

s_ср = (s_{max i} + s_{min i}) / 2

s_{a i} = (s_{max i} - s_{min i}) / 2, где:

 

s_{max i}, s_{min i} - максимальное (со знаком "+") и минимальное (со знаком "-") напряжения нагружения, возникающие в i сечении рычага.

 

s_{max i} = P_i⁺ * l_i / W_i; s_{min i} = P_i^- * l_i / W_i;

 

где:l_i - расстояние от точки приложения силы Р⁺ или Р^- до i сечения рычага. Так как датчики, регистрирующие изгиб рычага наклеиваются на расстоянии 100 мм от точки приложения силы Р⁺ или Р^- то 0 < l < 80 (т.к. база датчика 20 мм), W_i - момент сопротивления i сечения.

Для рычага эллиптического сечения:

 

W_x = p a² b / 4

где:а - большая полуось эллипса, см (а =1,8 см),

b - малая полуось эллипса, см (b = 0,6 см).

 

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ШПИНДЕЛЯ

Шпиндель, также как и рычаг, подвергается воздействию знакопеременных нагрузок, поэтому расчетная формула имеет аналогичный вид:

 

 

где:s_ср - среднее напряжение цикла от рабочих нагрузок,

 

s_ср = (s_max + s_min) / 2

s_a = (s_max - s_min) / 2

 

При вычислении максимального s_max и минимального s_min напряжений шпиндель рассматривается как консольная балка с защемленным концом, на которую посередине наклеенных датчиков (на расстоянии l от заделки) действуют знакопеременные усилия, регистрируемые при экспериментальных исследованиях.

 

M⁺ = P⁺ * l; s_max = P⁺ * l / W;

M^- = P^- * l; s_min = P^- * l / W;

 

где: W - момент сопротивления шпинделя, который для круга равен

W = 0,1 d, cм.

укладчик кинематический прокладчик движение