Расчет металлоконструкции рукояти

Определим напряжения возникающие в сечение 1-1:

σ = N /Fвсего сечения = 10.8 МПа,

N = 230 кН;

Fвсего сечения = 0.021184 м2

σ ЭКВ = = 10.8 МПа

Определим сечение рукояти 2-2.

Определим размеры поперечного сечения рукояти 2-2. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.195 ∙ 0.238 – 0.149∙ 0.196 = 0.017206 м2

X1 = 0.119 м

Y1 = 0.0975 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 9.3 ∙ 10-5 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.000954 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 2-2:

σ max= Mизг /W = 46 МПа,

где

Мизг = 44.54 кНм

τ = Q / ∑Fст = 9.43 МПа,

где

Q = 59.04 кН;

∑Fст = 0.006258 м2

σ = N /Fвсего сечения = 13.6 МПа,

где

N = 234.1 кН;

Fвсего сечения = 0.017206 м2

σ ЭКВ = = 61.7 МПа

Определим сечение рукояти в шарнире соединения рукояти с коромыслом 3-3.

Определим размеры поперечного сечения рукояти 3-3. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.196 ∙ (0.135 – 0.075) = 0.01176 м2

X1 = b / 2 = 0.098 м

Y1 = H / 2 = 0.0675 м

1. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.0551 – 0.023) =

= 0.00682 м2

X1 = B / 2 = 0.119 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0169 м

Y1' = H - Y1 = 0.0382 м

1. F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.0849 – 0.023) =

= 0.0080738 м2

X1 = B / 2 = 0.119 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.02516 м

Y1' = H - Y1 = 0.05974 м

Определим статические моменты каждой фигуры, а так же общие координаты YC:

SX = F1 ∙ Y1 + F2 ∙ Y2 + F3 ∙ Y3 = 0.00273409 м3

YC = SX / ∑ Fобщ = 0.00273409/ 0.030576 = 0.09 м

Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:

1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.196 / 12 ∙ (0.1353 – 0.0753) =

= 0.000033287 м4

2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000156 м4

3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000151 м4

Учитывая поправку Штейнера получим:

JX1 + ( y1)2 F1= 0.0000346 м4

JX2 + ( y2)2 F2 = 0.000192 м4

JX3 + ( y3)2 F3 = 0.000231 м4

JX общ =∑JXi = 0.000458 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = JX общ / YC = 0.0051 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 3-3:

σ max= Mизг /W = 0.13 МПа,

где

Мизг = 0.68 кНм

τ = Q / ∑Fст = 33.9 МПа,

где

Q = 53.95 кН;

∑Fст = 0.0015918 м2

σ = N /Fвсего сечения = 8.78 МПа,

где

N = 234.1 кН;

Fвсего сечения = 0.026656 м2

σ ЭКВ = = 59.3 МПа

Определим сечение рукояти 4-4.

Определим размеры поперечного сечения рукояти 4-4. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.022876 м2

X1 = 0.119 м

Y1 = 0.165 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.0001925 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00161 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 4-4:

σ max= Mизг /W = 27.6 МПа,

где

Мизг = 44.54 кНм

τ = Q / ∑Fст = 4.9 МПа,