第三章 主要零部件的设计
3.2.2 连杆的强度校核
FTo1FFto2Fo2图3-5 连杆受力图
FTMoFNFo2o2图3-6连杆力学简图
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已知 FN?757.5N
Ft?1000N
F?1306N?120N?89N?1515N/2?757.5N
杆与中心线的夹角为34?,F于Ft的夹角为33? 根据三角形的勾股定理得:
??30?
??60?
取连杆为研究对象。作用于杆上的力有集中载荷FN、矩为M的力偶,金属刮板座对杆的约束力F02和钢丝绳对杆的拉力FT,这些力组成一平面平行力系如图3-6。
根据平面平行力系的平衡 取坐标系Oxy,
?Fy?0,?M0(F)?0 (3-16)
1 FT?F02?FN?0 ○2 FTL?FL1 ○
2得 FTcos30??FNcos30??0.54?FT?409N (3-17) 由○
1 ?F02?FN?FT?757.5?409N?348.5N 即得出○
连杆剪力弯矩校核计算:
沿杆的方向为Y轴,沿杆的垂直方向为X轴,建立坐标系。如图下 求得这一截面上的静力平衡方程
1 FTsin60??F02sin60??FNsin60??0 ○2 FTcos60??F02cos60??FNcos60??0 ○
1 ○2可知支反力 由方程○
?M02?0 , FRB?FTsin60??FNsin60??0.54?354.2N (3-18)
?MB?0 , FR02?F02sin60??Fsin60??0.46?301.8N (3-19)
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第三章 主要零部件的设计
图3-7力学简图
以连杆的左端为坐标原点,选取坐标系如图3-7所示。集中力F作用于A点,在杆的BA和o2两端内的剪力或弯矩不能用同一方程来表示,应分段考虑。在BA段内取原点为X的任意截面,截面以左只有外力FRB,根据剪力和弯矩的计算方法和符号规则,求得这一截面上的Fs和M分别为
Fs(X)?FRB
(0?X?0.46) (3-20) M(x)?FRAX
(0?X?0.46) (3-21) 这就是在BA段内的剪力方程和弯矩方程。同样在Ao2截面右侧任意取X,则截面上的剪力和弯矩是
Fs(X)?FRo2
(0?X?0.54) (3-22) M(x)?FRo2X
(0?X?0.54) (3-23) 依照剪力方程和弯矩方程,分段作剪力图和弯矩图。从图中看出,沿杆的全部长度,最大剪力为FSmax?354.2N,最大弯矩为Mmax?162.9N?m。
由于连杆承受的是交变载荷,在清扫器中不仅起到了连接两个清扫器的作用,而
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且也起到了清扫器的清扫效果。经过查表和数据分析,连杆应该用铸钢铸出,设定连杆截面为矩形,整体铸造,所以选连杆材料为ZG270?500。
3.3 压杆的设计
3.3.1 压杆的结构设计
图3-8为压杆的结构示意图。压缩弹簧直接与压杆相连,压杆和金属刮板轴通过螺栓连接,金属刮板座和金属刮板轴也通过螺栓连接,这样压缩弹簧的弹力通过压杆直接传递给金属刮板座,来达到驱动第二道清扫刮板的作用。压杆作为一个重要的连接零件,有一定的强度要求,所以我们选择强度较高的灰口铸铁HT350铸造,长235mm宽45mm,于金属刮板轴相配合的孔的内径为45mm,外径为70mm,A点M16的螺栓孔,并且在压杆的背部留有筋板,完全满足了使用要求。如图所示的尺寸经过校核都满足了要求。
图3-8 压杆示意图
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第三章 主要零部件的设计
3.3.2 压杆的强度校核
图3-9 压杆的受力分析图
作弯矩如图3-9所示,最大弯矩在截面A上。求得A点弯矩为:
,mA?C其中 AB?100m17 5 - 24 -
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