Конструкция и проектирование рычага механизма управления
Рычаг (рисунок1.25), устанавливают непосредственно на органах управления, имеет только одно плечо. В нейтральном положении угол между штоком и рычагом прямой. При отклонении органов управления угол изменяется. Это вызывает появление продольной составляющей нагрузки в рычаге. Поэтому рычаги работают также на изгиб и растяжение-сжатие, но поскольку углы отклонения малы, то расчетным случаем нагружения является изгиб.
Так как рычаг работает на изгиб, оптимальным будет сечение в форме двутавра, но исходя из конструктивных и технологических соображений форму поперечного сечения рычага принимаем прямоугольной.
Рисунок 1.25 ? Рычаг
В качестве материала конструкциирычага выбираем алюминиевый сплав В95оч ГОСТ 4784-97, обладающий следующими физико-механическими характеристиками:
Определим изгибающий момент, действующий в опасном сечении А-А рычага по формуле:
- усилие на штоке рулевой машинки;
-плечо.
Условие прочности:
- осевой момент сопротивления прямоугольного сечения рычага;
- конструктивно принятая толщина рычага;
- коэффициент безопасности.
Из условия прочности (1.66) определяем размер в сечении А-А:
Так как нагрузки малы, то зададимся размером h и проведем проверочный расчет:
Принимаем
Условие 1.66 выполняется.
Конструкция и проектирование соединения штока с рычагом
В соединении подшипник Гука запрессовывается в проушину рычага, обеспечивая посадку без зазора. В результате соединение подшипника с проушиной становится неподвижным, а взаимное перемещение элементов узла обеспечивается внутренним кольцом.
Рисунок 1.26? Соединение штока срычагом:
1 - наконечник тяги (вилка);2 - шайба;3 - соединительный валик;4 - подшипник;5 - рычаг (проушина);6 - шплинт.
Расчет уха (законцовки рычага)
В качестве материала конструкции валика (рисунок 1.26) возьмем Сталь 40, обладающий следующими физико-механическими свойствами:
1)определим диаметр соединительного валика, . Валик работает на срез:
- усилие штока;
? коэффициент безопасности;
?количество плоскостей среза.
.70
Принимаем .
2) по статической грузоподъемности выбираем шарнирный антифрикционный подшипник (рисунок 1.27), при этом обращаем внимание, чтобы внутренний диаметр подшипника равнялся диаметру соединительного валика:
Рисунок 1.27? Антифрикционный шарнирный подшипник
3)расчет проушины на разрыв. Расчетная схемапредставлена на рисунке 1.28:
- усилие штока;
- величина перемычки;
- толщина проушины;
-ограничение на ширину уха;
- коэффициент концентрации напряжений;
Принимаем для алюминиевых сплавов.
Рисунок 1.28- Проушинарычага, работающая на разрыв
4) расчет проушины на смятие:
- усилие штока;
- наружный диаметр шарнирного подшипника;
- толщина подшипника.
Условие выполняется.
5) расчет проушины на срез. Расчетная схема представлена на 1.29
- усилие штока;
-перемычка проушины рычага при срезе;
- толщина проушины.
Из конструктивных соображений принимаем .
Рисунок 1.29- Проушина рычага, работающая на срез
Расчет вилки (наконечника штока)
Для изготовления наконечника штока используется сталь 45 ГОСТ 1050-88, механические характеристики:
1) потребная толщина проушины вилки () из условия смятия материала под болтом (рисунок 1.30):
Рисунок 1.30 ? Наконечник штока
- коэффициент безопасности;
- усилие штока;
- диаметр отверстия проушины;
Из конструктивных соображений принимаем
2) найдем величину перемычки (е) проушины штока из условия разрыва (рисунок 1.31):
Рисунок 1.31 ? Проушина штока, работающая на разрыв
Из конструктивных соображений принимаем
3) найдем величину перемычки проушины штока из условия среза (рисунок 1.32):
Рисунок 1.32 ? Проушина штока, работающая на срез
Из конструктивных соображений принимаем
