Расчётная схема в горизонтальной плоскости

1. Расчётная схема в горизонтальной плоскости.

 

1.1 Кинематический  анализ системы:

 

 

  где

W – число степеней свободы;

Д – число дисков;

У – число узлов;

П – число заделок между  дисками;

Ш – число простых шарниров между дисками;

С – число стержневых связей;

- число опорных  связей.

В нашем случае

Д = 2; Ш = 1; С = 2; = 4; У = 0; П = 0.

 

 

Расчленим систему в шарнире  С и рассмотрим сначала равновесие отвала.

 

 

Угол наклона цилиндров –

 

 

;    .

 

Система 1 раз статически неопределима.

 

 

1.2 Расчет  статически неопределимой системы (отвал):

 

Уравнение равновесия статики:

∑. 

или  

 

Дадим брусу угловое перемещение :

 

 

 

Так как деформации малые, то удлинения стержней 1 и 2:

 т.к  то

отсюда 

Проекции  на оси x и y:

 

 

 

 

Уравнения равновесия отвала в проекциях на оси x и y:

=0, ,

=0.

=0

   

 

1.3 Кинематический  анализ толкающей рамы бульдозера

 

Рассмотрим нагружение рамы бульдозера силами,  численно равными  и противоположными их знаку.

При этом находим:

 

 

 

 

 

Система 1 раз статически неопределима.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Расчет  статически неопределимой системы  (рама):

 

Расчленяем статическую  неопределимость:

 

Нагружение основной системы  внешней нагрузкой:

 

 

 

 

 

 

Изгибающий момент:

 

 

 

 

 

 

 

 

Строим эпюру :

 

 

Рассмотрим нагружение рамы единичной силой:

 

 

 

 

 

Изгибающий момент:

=0,

 

 

 

 

X определим из уравнения методом сил:

 где

 

 

 

 

Нагружение рамы силами и

 

 

Опорные реакции:

 

 

 

 

 

 

Изгибающий момент:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строим эпюру :

 

2. Расчетная  схема в вертикальной плоскости.

 

 

 

 

Изгибающий момент на одну часть рамы с учетом правомерности:

 

Узлы E и F:                       

                                           

Узел С:                                

Расчет ведем по сечению  C.

 

Материал СТ 3 СП  

Допускаемые напряжения:

 

Требуемый момент сопротивления  изгибу:

 

 

3. Расчет на прочность узла примыкания отвала к толкающей раме бульдозера (узел 2).

 

3.1 Сечение балки.

 

 

Принимаем швеллер №27 (ГОСТ 8240-89):  

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

Узел C:

 

Узлы E и А:

                          

 

 

 

 

3.2 Узел примыкания 2.

 

Усилие на оси цилиндра

Ось – материал СТ 3, допускаемое  напряжение при срезе 

Требуется площадь среза   где n = 2 ( две площадки среза).

 

 

Принимаем ось диаметром 22 мм.

Толщину проушины штока определим  из условия смятия для СТ 3.

 

Площадь смятия:

 

 

 

Принимаем:

Толщину проушины кронштейна на раме определим с учётом неравномерности  нагружения:

 

Принимаем:

Радиус проушины кронштейна и проушины:

 

Высота кронштейна от основания:

 

База основания кронштейна:

 

Принимаем: