Для расчета прочности наиболее ответственных и нагруженных деталей приспособления выбираем болт М10. Резьбовые соединения работают с предварительной затяжкой. В результате затяжки в поперечном сечении резьбового винта возникает продольная сила и крутящий момент. Таким образом, стержень шпильки испытывает растяжение и кручение, а резьба – срез и смятие.

Расчет винта на растяжение ведется по следующей формуле:

,

(74)

где - коэффициент затяжки;

K – коэффициент переменной нагрузки;

- допускаемая сила затяжки, Н;

[σ] – допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового винта, МПа;

- расчетный диаметр резьбового винта

Расчетный диаметр считается по следующей формуле:

(75)

где d – номинальный диаметр резьбового винта, мм;

Р – шаг резьбы, мм

По формуле (5) рассчитываем напряжение растяжения в данной резьбовой паре:

Допускаемое напряжение при растяжении для материала резьбового винта принимается равным 98 МПа.

10 МПа < 98 МПа

Рассчитанное напряжение при растяжении меньше допускаемого, значит, условие прочности при растяжении соблюдается.

Расчет прочности на кручение:

,

(76)

где - полярный момент сопротивления

Полярный момент сопротивления рассчитываем по формуле:

,

(77)

d – номинальный диаметр резьбового винта, мм;

 – допускаемое напряжение для валов при кручении, МПа;

 – максимально допустимый крутящий момент

Максимально допустимый крутящий момент рассчитываем по формуле:

,

(78)

где G – модуль сдвига для стали, МПа;

- приведенный угол трения, рад/мм;

- полярный момент инерции, для круга рассчитывается по формуле:

,

(79)

Полярный момент инерции:

Максимально допустимый крутящий момент:

Полярный момент сопротивления:

Напряжение, возникающее при кручении:

Допускаемое напряжение, при кручении вала из стали, принимают в пределах 90 МПа.

227,1МПа≥75МПа

Условие прочности при кручении выполняется.

Условие прочности при срезе:

,

(80)

где  – площадь среза, для круга рассчитывается по формуле:

,

(81)

где  – сила резьбового зажима, Н;

 – допускаемое напряжение при срезе, МПа;

d – номинальный диаметр резьбового винта, мм

Площадь среза:

Сила резьбового зажима:

Напряжение, возникающее при срезе:

(82)

0,036МПа≤15МПа

Напряжение, возникающее при срезе, меньше допускаемого напряжения, значит, условие прочности выполняется.

Выбор и проектирование вспомогательного инструмента

Вспомогательный инструмент, применяемый для изготовления детали «Стакан» стандартный и приведен в таблице 6.