4 Конструкторский раздел
4.1 Разработка технических требований
Я предлагаю внедрить приспособление, которое предназначено для снятия внутренних колец подшипника ступицы автобуса ЛиАЗ, НефАЗ. Оно позволяет сэкономить на запасных частях и материалах, быстро и с минимальными усилиями производить смену внутренней обоймы подшипника ступицы, сокращает трудоемкость работ производственных рабочих, а также за счет приспособления уменьшается травматизм при выполнении работ и предотвращается повреждение деталей.
4.2 Анализ подобных существующих конструкций
На производствах существуют различные съемники для снятия подшипников ступицы. В результате анализа конструкций некоторых из съемников мною были выявлены следующие недостатки:
- наличие в упорном винте поворотной рукоятки которая увеличивает габаритные размеры съемника и подвергается изгибу при нагрузках;
- недостаточное количество захватов которое не позволяло надежно закрепить приспособление на детали.
Проанализировав данные недостатки, мною были внесены следующие изменения в конструкции:
- убрана поворотная рукоятка, и головка упорного винта была сделана в виде шестигранника под гаечный ключ;
- увеличено количество захватов, что позволило надежнее закреплять приспособление на детали;
- в связи с увеличением количества захватов была изменена конструкция траверсы;
- для увеличения жесткости приспособления добавлены стойки и крышка;
- все детали составляющие корпус съемника сварены ручной, электродуговой сваркой.
4.3 Описание работы и техника безопасности съемника для снятия внутренних колец подшипника ступицы
Приспособление устроено следующим образом: сверху в сварной корпус 1 вкручивается винт упорный 4, на конец винта устанавливается пята 2, внутри которой вложен шарик 6, и фиксируется с помощью винта 5. К нижней части корпуса с помощью штифтов 7 крепятся захваты 3.
Принцип работы: съемник устанавливается
на поворотный кулак автобуса и закрепляется
захватами 3 за внутреннее кольцо
подшипника ступицы, далее с помощью
вращения упорного винта 4, пята 5 упирается
в поворотный кулак и 
делается
предварительный натяг захватов. Затем
упорный винт вращается с помощью гаечного
ключа и производится снятие внутреннего
кольца подшипника ступицы.
При работе со съемником необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
- работать с приспособлением в спец одежде и в рукавицаз;
- не допускать розлива ГСМ на рабочем месте;
- во время производить смазку всех трущихся поверхностей приспособления;
- не использовать неисправное приспособление;
- после выполнения работ убрать приспособление в специально отведенное место.
Рисунок 6 эскиз приспособления
4.4 Конструктивные расчеты
4.4.1 Расчет передачи «винт – гайка»
4.4.1.1 Расчет осевого усилия, действующего вдоль винта
Для нормальной работы винта необходимо выполнение условия самоторможения:
(17)
где
- угол подъема винтовой линии резьбы;
– угол трения в резьбе.
(18)
где
- шаг резьбы, мм [3,табл.7.7];
- средний диаметр резьбы, мм [3,табл.7.7].
, (19)
где d – диаметр резьбы, мм.
.
.
,
(20)
где f - коэффициент трения [2,табл.5.1];
a – угол профиля резьбы [2,с.31-32]
.
Определяем осевую силу F, действующую вдоль оси винта из условия:
(21)
где
- вращающий момент, создаваемый рабочим,
Н·м;
- момент трения в резьбе, Н·м.
,
(22)
где
– усилие, прикладываемое рабочим к
гаечному ключу, Н;
- длина гаечного ключа, м.
(23)
4.4.1.2 Расчет резьбы на износостойкость
Среднее давление в резьбе.
(24)
где
- расчетное давление в резьбе, МПа;
F – осевая сила, Н;
– средний диаметр резьбы, мм;
h – рабочая высота профиля резьбы, мм;
z – число витков в гайке;
- допускаемое давление в резьбе, МПа
[2,с.151].
Принимаем = 14 МПа (для сравнительно редко работающих механизмов).
;
(25)
где –
коэффициент рабочей высоты профиля,
[2,с.149].
;
(26)
где – Н высота гайки, мм.
13,3≤14
Условие прочности соблюдается.
4.4.2 Расчет захватов на срез
Рисунок 7 Срез захвата
Условия прочности при срезе
(27)
где
- расчетные касательные напряжения при
срезе, МПа;
– поперечная сила, Н;
- площадь поперечного сечения при срезе,
мм2;
- количество захватов;
- число плоскостей срезов одной детали;
- допускаемое касательное напряжение
при срезе, МПа.
(28)
где b – ширина захвата, мм;
c – высота захвата, мм.
В машиностроении при расчете штифтов, болтов, заклепок и т.д. принимают:
(29)
где
- предел текучести материала детали,
МПа [1, табл.2.2]
Условие прочности соблюдается.