4.6. Схема 6. Основная рама автогрейдера

Расчетная схема и необходимые сечения показаны на рис. 14 и рис. 15.

Рис. 14. Расчётная схема основной рамы автогрейдера

На рис. 14: а = 0,15 м; а₁ = 0,52 м; а₂ = 0,426 м; а₃ = 0,512 м; в = 1,47 м; в₁ = 0,34 м; в₂ = 0,24 м; в₃ = 0,276 м; с = 1,98 м; с₁ = 0,4 м; с₂ = 0,16 м; d = 2,25 м; d₁ = 0,56 м; е = 1,872 м; f = 3,6 м; f₁ = 4,4 м; к = 2,598 м; к₁ = 1,5 м; L = 6,1 м; m = 0,878 м; m₁ = 0,746 м; m₂ = 1,0 м; n = 3,236 м; 2Р₁ = 4 кН; 2Р₂ = 6 кН; 2Р₃ = 1,2 кН; 2Р₄ = 0,8 кН.

Рис 15. Сечения основной рамы автогрейдера

Исходные данные для проектирования представлены в табл. 6.

Таблица 6

Исходные данные для расчёта основной рамы автогрейдера

Номер варианта	Исходные данные
	RYI, кН	RYII, кН	RYIII, кН	RZIII, кН	RfIII, кН	Т, кН	PОХ, кН	PОY, кН	PОZ, кН	PDX, кН	PDY, кН	PDZ, кН
1	35,77	25,03	28,00	40,00	4,00	60,20	60,20	69,83	30,60	5,30	30,10	5,30
2	36,78	27,14	29,75	42,50	2,15	60,55	60,55	70,23	32,97	5,33	30,27	5,33
3	41,79	29,85	31,50	45,00	3,20	60,90	60,90	70,64	35,34	5,36	30,45	5,36
4	44,80	31,36	33,25	47,50	4,75	61,25	61,25	71,05	37,71	5,39	30,52	5,39
5	47,81	33,67	38,00	50,00	2,80	61,00	61,00	71,45	40,08	5,42	30,80	5,42
6	30,82	36,88	38,75	52,30	5,25	61,95	61,95	71,87	42,45	5,45	30,98	5,45
7	53,83	37,69	38,50	55,00	2,25	62,30	62,30	72,28	44,82	5,48	31,16	5,48
8	56,84	33,80	40,25	57,50	5,75	62,65	62,65	72,69	47,19	5,51	31,34	5,51
9	59,85	41,91	42,00	60,00	3,00	63,00	63,00	73,10	49,56	5,54	31,52	5,54
10	62,86	44,02	43,72	62,50	6,25	63,35	63,35	73,51	51,93	5,57	31,70	5,57
11	65,87	46,13	45,47	65,00	3,25	63,70	63,70	73,92	54,30	5,60	31,88	5,60
12	68,88	48,24	47,25	67,50	6,75	64,05	64,05	74,33	56,67	5,63	32,06	5,63

Окончание табл. 6

Номер варианта	Исходные данные
	РСХ, кН	РСY, кН	РСZ, кН	РВХ, кН	РВY, кН	РВZ, кН	РZI+ РZII, кН	Материал	Расчетное сварное соединение	Графическая часть
1	5,68	1,87	35,99	9,74	18,92	79,18	86,00	Сталь Ст3	Опора тяговой рамы с хребтовой балкой	Хребтовая балка
2	5,63	1,85	35,66	9,65	18,12	78,44	86,50
3	5,58	1,83	35,33	9,56	17,95	77,73	87,00
4	5,53	1,81	35,00	9,47	17,78	77,00	87,50	Сталь 09Г2С
5	5,45	1,79	34,67	9,38	17,61	76,27	88,00
6	5,37	1,77	34,34	9,29	17,44	75,54	88,50
7	5,29	1,75	34,01	9,20	17,27	74,81	89,00	Сталь 10ХСНД	Опора рамы с лонжероном рамы	Подмоторная рама
8	5,21	1,73	33,68	9,11	17,10	74,08	89,50
9	5,13	1,71	33,35	9,02	16,93	73,35	90,00
10	5,05	1,69	33,02	8,93	16,70	72,62	90,50	Сталь 15ХСНД
11	4,97	1,67	32,69	8,84	16,59	71,89	91,00
12	4,89	1,65	32,36	8,75	16,42	71,16	91,50

За расчетное принимают положение, когда на автогрейдер действуют максимальные нагрузки в конце процесса зарезания грунта, при этом передний мост частично вывешен и упирается в край кювета, ведущие колеса находятся на пределе полного буксования, отвал копает грунт одним краем, а автогрейдер наклонен под некоторым углом к горизонту. В курсовой работе с целью упрощения принято, что наклон автогрейдера к горизонту отсутствует.

Порядок расчета.

Рассматривают равновесие автогрейдера в вертикальной и горизонтальной плоскостях под действием собственного веса и составляющих силы сопротивления грунта копанию и .

Учитывая шарнирное крепление к основной раме балансирных тележек и балки переднего моста, находят: сумму вертикальных реакций заднего и среднего колес в шарнирах крепления правой и левой балансирной тележек; силу тяги : боковые реакции грунта на правую и левую балансирные тележки; силу сопротивления качению переднего моста , вертикальную и боковую реакции переднего моста, действующие на основную раму.

Рассматривают равновесие тяговой рамы с отвалом и находят: составляющие реакции крепления тяговой рамы к основной ; составляющие реакции крепления к основной раме гидроцилиндра выноса тяговой рамы и ; составляющие реакции крепления к основной раме правого гидроцилиндра подъема тяговой рамы и ; составляющие реакции крепления к основной раме левого гидроцилиндра подъема тяговой рамы и .

В курсовой работе все указанные выше усилия и силы тяжести агрегатов: радиатора , двигателя , кабины и топливного бака - заданы.

1. Строят эпюру изгибающих моментов для рамы в вертикальной плоскости до точки приложения силы с левого конца рамы, а затем с правого конца до этой же точки. Определяют значение изгибающего момента в сечениях I – I, II – II (рис. 15).

2. Строят эпюру изгибающих моментов для рамы в горизонтальной плоскости. Подмоторная часть рамы представляет собой замкнутый контур, который три раза статически неопределим. Решение этой статически неопределимой системы производят методом сил. На рис. 16 показана основная система подмоторной части рамы.

Неизвестными силами являются и момент .

Их находят из системы канонических уравнений

(12)

Рис. 16. Схема подмоторной части

Для определения коэффициентов при неизвестных силах и свободных членах строят эпюры изгибающих моментов от единичных сил и внешних нагрузок и , а также эпюру .

Так как эпюры единичных сил и симметричны, а эпюра кососимметрична, то , а канонические уравнения (12) принимают следующий вид:

(13)

Вычисление коэффициентов и свободных членов канонических уравнений (13) производят по правилу Верещагина перемножением соответствующих эпюр от единичных и внешних сил. После подстановки в систему (13) найденных коэффициентов и свободных членов путем решения находят неизвестные и . Умножая ординаты эпюр единичных сил и значения и , получают эпюры изгибающих моментов и от действия сил и момента . Суммируя с учетом знака ординаты эпюр и , находят суммарную эпюру изгибающих моментов для подмоторной части рамы в горизонтальной плоскости. Обычным способом строят эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости на остальной части рамы, начиная с точки приложения силы . Затем определяют значение изгибающего момента в сечениях I – I, II – II (рис. 15).

3. Определяют крутящий момент в сечении II – II (рис. 15) от действия реакций в плоскости, перпендикулярной продольной оси рамы.

4. Определяют нормальные напряжения в точках сечения I – I (рис. 15) от действия изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Определяют нормальные напряжения в точках сечения II – II (рис. 15) от действия изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и сжимающего усилия ; касательные напряжения от действия крутящего момента, а также приведенные напряжения.