Разработка конструкции механического накладного замка дискового типа

 

5 РАССЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

 

5.1 Расчет посадки с зазором соединения деталей позиций 2 и 6 (7, 8, 9) представленных на чертеже БНТУ 113010.015.000 ВО

 

Исходные данные:

1. Диаметр соединения – 16 мм;
2. Диапазон рабочих температур -60…+50 °С;
3. Материал диска (охватываемой детали) – сталь листовая холодно-катанная марки Ст08пс6, с коэффициентом линейного расширения ;
4. Материал стакана (охватывающей детали) – Магниевый сплав марки МА8, с коэффициентом линейного расширения

Для проверки правильности выбора посадки и класса точности проводят проверочный расчёт по формуле:

             (1)

 — минимальный зазор при данной температуре;

 — наименьший при данном допуске диаметр охватывающей детали;

— наибольший при данном допуске диаметр охватываемой детали;

      a — коэффициент линейного расширения материала;

t и t₀ — соответственно рабочая и комнатная температуры;

По ГОСТ 25346-89 определяем значения допусков размера и предельные отклонения посадки Ø16H8/e8:

 

 

 

Рассчитываем предельные размеры отверстия по ГОСТ 25346-89 Ø16H8 ():

 

 

диска по ГОСТ 25346-89 Ø16e8 ():

 

 

Таблица 7 — Результаты расчётов

Размер, мм	мкм	мкм	мкм	мкм	мкм
Ø16H8	27	27	0	16	16.027
Ø16e8	59	-32	-59	15.941	15.968

 

Рассчитаем средние размеры:

 

.

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей  и рассчитываем предельные значения зазоров:

Рисунок 13 — Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей

Предельные значения табличных  зазоров:

;

 

 

Допуск посадки:

 

Рассчитаем минимальный  зазор между стаканом и диском для предельных отклонений температур по формуле (1):

;

;

В результате проведенных расчетов вычислили, что минимальный зазор между стаканом и диском, в пределах рабочих температур, будет не меньше 33 мкм, что не мешает правильной работе изделия.

 

5.2 Расчёт размерной  цепи 

 

Основные термины, обозначения  и определения размерных цепей  установлены ГОСТ 16319—80, а методы расчета цепей — ГОСТ 16320—80.

Размерная цепь — совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Размерная цепь состоит из составляющих и замыкающего размеров. Замыкающим называется размер, получающийся последним в результате обработки или сборки изделия. Замыкающий размер получается как результат действий, связанных с обработкой или сборкой изделий. Составляющими называют все остальные размеры. Составляющие размеры получаются в процессе обработки деталей.

Исходные данные к расчету:

Рисунок 14 — Эскиз рассчитываемого узла

           — замыкающий размер;

а, б, в, г —составляющие  размеры.

Размеры: а = 16h10, б = 2h9, в = 1H9, 13Н9

Составим размерную цепь:

Рисунок 15 — Размерная цепь

Определим тип размеров, при этом увеличивающим называется такой размер, с увеличением которого при прочих равных условиях увеличивается  значение  . Уменьшающим называется размер, при увеличении которого при прочих равных условиях значение  уменьшается.

А1 — уменьшающий размер;

А2, А3, А4 — увеличивающие  размеры.

Группируем полученные размеры  в таблицу и выписываем для  них значения допусков:

 

Таблица 8 — Размеры, участвующие в расчёте

Увеличивающие размеры			Уменьшающие размеры
Номинал	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение	Номинал	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение
А2[2 мм]	0	-0.025	А1 [16мм]	0	-0.07
А3[1 мм]	0.025	0	-	-	-
А4[13 мм]	0.043	0	-	-	-
∑ = 16	∑ = 0.068	∑ = -0.025	∑ = 16	∑ = 0	∑ = -0.07

 

Находим максимальное и минимальное  значения, увеличивающего и уменьшающего размеров:

 

 

 

 

Найдём максимальное и  минимальное значения замыкающего  размера:

 

 

В результате расчетов выяснили, что посадка на стакан замка была выбрана неправильно. Максимальный предельный размер должен составлять не более:

(

В данном случае подойдёт посадка: 13e8 (), выбранная по ГОСТ 25346-89.

 

5.3 Расчёт  запорной планки

 

Исходные данные:

1. Ширина планки: a = 10 мм;

2. Диаметр резьбы на  планке: b = 5 мм;

3. Предел прочности (сталь марки 20Х13):  ;

4. Зададимся силой: (соответствует силе прикладываемой при испытании запорных планок на прочность по ГОСТ 5089-97)

Рисунок 16 — Планка запорная

Наиболее слабым сечением планки является сечение А-А, проходящее через центр резьбы М5. Фактическая (рабочая) площадь в сечении планки равна [4]:

 

Где — толщина планки.

Из условия прочности  находим необходимую площадь  поперечного сечения планки:

 

Следовательно:

 

Откуда необходимая толщина  планки:

 

Исходя из расчётов, толщина не должна быть меньше 1.33 мм, однако запорная планка имеет желоб, в который ложится прямоугольная стопорная шайба, который повышает её прочностные свойства. Была выбрана толщина запорной планки равная 2 мм, что с избытком удовлетворяет результатам расчёта.

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе выполнения курсового проекта была разработана конструкция механического накладного замка дискового типа. При проектировании конструкции учитывались следующие критерии: исполнение В1, защита IP42 и 1 класс устойчивости ко взлому.

Были выбраны материалы в  соответствии с требованиями к конструкции, и условий эксплуатации.

Были произведены расчеты, а именно:

— Расчет посадки на диск. Была выбрана посадка Ø16H8/e8 и произведён расчёт минимального зазора между стаканом и диском для предельных отклонений температур, подтверждающий работоспособность изделия при заданных климатических условиях.

— Расчёт размерной цепи. В результате выполнения данного расчёта была выбрана нужная посадка на стакан — 13e8 ().

— Расчёт запорной планки. При выполнении расчёта выяснили, что минимальная толщина запорной планки должна быть не менее 1.33 мм.

Разработан чертёж общего вида конструкции, а также рабочие чертежи деталей: передней крышки, стакана, шайбы упругой и диска.

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. www.bars-x.ru

2. Справочник конструктора-машиностроителя.  В 3-х т./ Анурьев

В.И.- М.: Машиностроение, 1980- 559с.

3. Краткий справочник конструктора нестандартного оборудования

2 т / Бакуменко В.И.- М.: Машиностроение, 1997.

4. Сопротивление материалов: Учебник для вузов / Дарко А. В., Шпиро Г. С.-Москва.-1975.-605 с.