Допускаемые напряжения растяжения для винтов, болтов и шпилек определяют по зависимости [1, с.73]:
[ σ Р ] = σТ / [ s ]Т , (20)
где σТ – предел текучести материала, из которого изготовлен болт, МПа;
[ s ]Т – коэффициент запаса прочности материала при расчете болтов в соединениях с неконтролируемой затяжкой (табл. 4).
Таблица 4 – Значения коэффициента запаса прочности [ s ]Т для расчета болтов в соединениях с неконтролируемой затяжкой [1, с.73]
Сталь
Значения коэффициента [ s ]Т при диаметре болта d, мм
6…16
16…30
30…60
углеродистая
5…4
4,0…2,5
2,5…1,6
легированная
6…5
5,0…3,3
3,3…3,0
При контролируемой затяжке соединения значение допускаемого коэффициента запаса прочности [s] не зависит от параметров резьбы: [ S ]= 1,7...2,2 для углеродистых сталей; [ S s ] = 2 … 3 для легированных сталей.
Допускаемые напряжения среза для стандартных винтов (болтов) рекомендуется принимать: [ t СР ]= (0.2 …0.3) s Т [1, с.75].
Допускаемые напряжения смятия [3, с. 89]: при соединении стальных деталей [ s СМ ] = 0,8 s Т ; при соединении чугунных деталей [ s СМ ] = (0,4…0,5) s В .
Выбор исходных данных к проектированию соединений
Исходные данные для проектирования неразъемного соединения следует выбирать в соответствии с номером задачи и вариантом по Приложению 1.
Исходные данные для проектирования разъемного соединения следует выбирать в соответствии с номером задачи и вариантом по Приложению 2.
Основная литература
1. Куклин Н.Г. Детали машин. Учебник. / Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина, В.К. Житков. – М.: Высш. школа, 2005. – 396 с.
2. ГОСТ 2.315-68 Единая система конструкторской документации. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей. М.: Издательство стандартов, 2009. – 11с.
Дополнительная литература
3. Дмитриев В.Г., Иванов С.Д., Гузенков П.Г. Детали машин. Учебник. – М.: МГОУ, 2001. – 304 с.
4. Орлов П.И. основы конструирования: В 2 Кн. Кн. 2. – М.: Машиностроение, 1988. – 544с.: ил.
5. Теория механизмов и машин и детали машин. Методические указания и задания на контрольные и курсовую работы. / Гузенкова М.П., Серебренников В.И., Симонян А.А. – М.: Высш. шк. , 1983. – 78 с., ил.
Приложение 1
Задача 1 [5, с. 40].
Проверить прочность сварных швов зубчатого колеса, соединяющих диск с ободом и со ступицей (рис. 1.1). Материал диска – сталь Ст. З, а ступицы и обода – сталь 35.
Передаваемая валом мощность Рпри угловой скорости ω, размеры катетов сварных швов: k 1 = 8 мм, k 2= 10 мм. Нагрузка статическая. Сварка ручная электродом Э42.
Рисунок 1.1 – Сварное зубчатое колесо
Таблица 1.1– исходные данные к расчетам [5, с. 40]
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Р, кВт
25
28
32
34
36
38
40
42
44
46
ω, с – 1
4.π
5.π
3.π
4.π
6.π
7.π
8.π
9.π
8.π
6.π
D , м
0,58
0,65
0,59
0,65
0,64
0,66
0,69
0,61
0,68
0,63
d, м
0,18
0,18
0,22
0,21
0,19
0,18
0,17
0,17
0,18
0,20
Приложение 1
Задача 2 [5, с. 41].
Рассчитать сварное соединение растяжки с косынкой, приваренной к плите (рис. 2). Подобрать сечение растяжки, выполненной из уголков.
α – угол наклона растяжки.
F – усилие, приложенное к уголкам. Нагрузка статическая.
δ – толщина косынки; δ = 10 мм.
Сварка ручная.
Рисунок 1.2 – Сварное соединение растяжек с косынкой
Таблица 1.2 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F, кН
150
155
160
140
130
120
165
135
145
125
α, рад
π/6
π/4
π/3
π/6
π/4
π/3
π/6
π/4
π/3
π/6
Марка
электрода
Э 42
Э 34
Приложение 1
Задача 3 [5, с. 41].
Рассчитать клепаную конструкцию (рис. 1.3), состоящую из косынки и двух уголков.Определись номер профиля уголков и число заклёпок.
F – сила, приложенная к уголкам. Нагрузка статическая.
Материал косынки и заклёпок — сталь Ст. З.
Рисунок 1.3 – Клепаное соединение двух уголков с косынкой
Таблица 1.3 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F, кН
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
δ, мм
10
10
10
12
12
12
12
15
15
15
Приложение 1
Задача 4[ 5, с. 42].
Определить допускаемую силу [ F ], которая может быть приложена, исходя из прочности, сварных швов, на конце клеммового рычага (рис. 4.1).
а – размер рычага у места сварки.
к – размер катета шва.
Материал рычага – сталь Ст. З.
Сварка ручная.
Рисунок 1.4 – Сварной клеммовый рычаг
Таблица1.4– исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
а, мм
35
45
55
60
70
80
90
90
100
110
L , мм
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,80
0,90
0,95
1,0
0,95
k , мм
5
6
7
8
10
Приложение 1
Задача 5 [5, с. 42].
Рассчитать сварное соединение стойки ручной лебёдки с плитой.
F – сила натяжения каната. Нагрузка статическая.
α –угол наклона силы F (см. рис. 5.1).
δ – толщина стойки; δ=12 мм.
L – расстояние между стойками; L = 600мм.
Н – высота оси барабана.
а – крайнее положение каната на барабане относительно стойки;
а =100 мм.
Материал плиты и стойки – сталь Ст. 3. Сварка ручная.
Рисунок 1.5 – Сварная рама для барабана лебедки
Таблица 1.5 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
36
26
37
27
48
28
39
49
25
50
Н, мм
700
600
500
700
600
500
700
600
500
700
α, рад.
π/4
π/6
π/9
π/12
π/9
π/4
π/6
π/9
π/12
π/4
Приложение 1
Задача 6[5, с. 43].
Рассчитать сварные швы хомута с двутавровой балкой и подобрать сечение хомута : b х δ (рис. 6).
Материал хомута – сталь Ст. 3.
F – усилие, приложенное к хомуту. Нагрузка статическая.
Сварка ручная.
Рисунок 1.6 – Сварное соединение хомута с двутавровой балкой
Таблица 1.6– исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
Приложение 1
Задача 7.
Проверить прочность клёпаного соединения уголков с косынкой.
F – усилие, приложенное к уголкам. Нагрузка статическая.
Материал деталей конструкции – сталь Ст. 3.
Рисунок 1.7 – Клепаное соединение
Таблица 1.7 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
450
260
350
280
320
360
400
300
250
420
L , мм
1000
500
700
650
950
550
600
750
900
850
δ, мм
15
20
10
15
12
10
20
15
12
10
Приложение 1
Задача 8[5, с. 43].
Рассчитать заклепки, крепящие скобы «А» к косынке «В» и косынку к швеллеру «С» (рис. 1.8).
2F – сила, приложенная к блоку. Нагрузка статическая.
Материал деталей конструкции — сталь Ст. З.
Рисунок 1.8 – Клепаное соединение
Таблица 1.8 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F, кН
10
12
14
17
20
25
30
35
40
45
Приложение 1
Задача 9.
Рассчитать клепаное стыковое соединение двух полос.
Материал полос и накладок – сталь Ст. 3.
F – усилие, приложенное к каждой полосе.
δ – толщина каждой полосы.
δ1 – толщина каждой накладки.
В – ширина деталей соединения.
Рисунок 1.9 – Клепаное соединение
Таблица 1.9 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
420
260
350
400
250
370
280
320
410
360
δ, мм
10
12
15
10
12
15
10
12
15
10
Приложение 1
Задача 10 [5, с. 45].
Рассчитать на равнопрочность швы сварного соединения косынки с растяжками в виде двух уголков.
Подобрать номер уголков (рис. 1.10).
F – сила, приложенная к уголкам.
Нагрузка статическая,
Сварка ручная.
Рисунок 1.10 – Сварное соединение уголков с косынкой
Таблица 1.10 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F, кН
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
Марка электрода
Э 42
Э 45
Приложение 2
Задача 1[ 5, с. 46 ].
Определить количество и диаметры болтов, соединяющих барабан грузовой лебёдки с зубчатым колесом (рис. 2.1).
D 1 – диаметр барабана, мм;
D 2 – диаметр окружности, по которой расположены болты, мм;
F – усилие на барабане (грузоподъёмность лебёдки), кН;
Нагрузка статическая. Болты стандартные.
Расчет произвести по двум вариантам:
1) болты установлены в отверстия соединяемых деталей с зазором;
2) болты установлены в отверстия соединяемых деталей без зазора, по переходной посадке.
Рисунок 2.1 – Болтовое соединение зубчатого колеса и барабана лебедки
Таблица 2.1 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
12
15
17
19
21
23
25
27
29
31
D 1 , мм
200
250
300
350
400
450
350
200
300
400
D 2 , мм
350
400
450
500
520
550
600
400
500
600
Приложение 2
Задача 2 [ 5, с. 47].
Определить диаметры болтов, соединяющих полумуфты в поперечно-свертной муфте (рис. 2.2).
D 0 – диаметр окружности, на которой расположены оси болтов;
m – количество болтов;
Р – передаваемая валом мощность, кВт;
ω – угловая скорость вращения муфты, рад/с;
Нагрузка постоянная.
Расчет произвести по двум вариантам:
1) болты установлены в отверстия полумуфт с зазором;
2) болты установлены в отверстия полумуфт без зазора, по переходной посадке.
Рисунок 2.2 – Поперечно-свертная муфта
Таблица 2.2 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Р, кВт
9
12
14
16
18
22
24
27
30
32
ω, рад/с
8π
7π
5π
9π
6π
4π
5π
6π
7π
4π
m, шт.
4
6
4
6
4
6
4
6
4
6
D0, мм
135
135
155
155
160
160
180
180
200
200
Приложение 2
Задача 3 [ 5, с. 47].
Определить диаметры болтов, соединяющих косынку с полосовой сталью (рис. 2.3).
F– сила, приложенная к косынке, кН;
δ – толщина косынки, мм;
L– длина консоли, мм;
t– шаг расположения болтов, мм.
Материал полосы и косынки – сталь Ст. 5.
Нагрузка постоянная.
Расчет произвести по двум вариантам:
1) болты установлены в отверстия полумуфт с зазором;
2) болты установлены в отверстия полумуфт без зазора, по переходной посадке.
Рисунок 2.3 – болтовое соединение
Таблица 2.3 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
10
9
8
7
6
5
4
3
8
5
δ, мм
15
12
10
15
12
10
15
12
10
15
L , мм
300
350
400
450
500
550
600
650
700
800
t , мм
100
110
120
130
200
200
200
250
250
300
Приложение 2
Задача 4.
Рассчитать болты клеммового соединения ступицы маховика с валом (рис. 2.4).
d – диаметр вала, мм;
[τ кр] – допускаемые напряжения на кручение для материала вала, МПа.
Рисунок 2.4 – Клеммовое соединение
Таблица 2.4 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d, мм
40
45
50
55
60
60
55
50
45
40
а, мм
50
60
80
70
80
85
100
90
80
60
L, мм
200
250
300
350
400
450
500
450
400
300
F, кН
1,5
1,2
1,1
1,4
0,9
1,3
0,9
0,8
1,2
1,3
Приложение 2
Задача 5.
Определить диаметры и количество болтов, соединяющих венец и центр зубчатого колеса (рис. 2.5).
D 0– диаметр окружности, по которой расположены оси болтов;
Р – передаваемая валом мощность;
ω – угловая скорость вращения вала.
Нагрузка постоянная.
Расчет произвести по двум вариантам:
1) болты установлены в отверстия деталей с зазором;
2) болты установлены в отверстия деталей без зазора, по переходной посадке.
Рисунок 2.5 – зубчатое колесо
Таблица 2.5 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Р, кВт
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
ω, рад/с
600
200
250
300
350
400
450
500
550
600
D0 , мм
350
370
380
400
500
550
600
550
500
450
Приложение 2
Задача 6 [5, с. 49].
Рассчитать клеммовое соединение рычага с валом (рис. 2.6).
dB – диаметр вала;
F – сила, приложенная к рычагу;
L – расстояние от оси вала до точки приложения силы
Рисунок 2.6 – Клеммовое соединение рычага с валом
Таблица 2.6 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
dB , мм
60
60
55
55
45
40
40
40
50
50
F , кН
1,5
1,2
1,1
1,4
0,9
1,3
0,9
0,8
1,1
1,3
L , мм
400
450
300
200
550
350
500
400
450
300
Приложение 2
Задача 7.
Определить диаметр болта, присоединяющего уголок к плите (рис. 2.7).
F – реактивная сила, кН;
а –расстояние от оси болта до точки контакта косой шайбы с плитой, мм;
с – расстояние от оси болта до точки контакта косой шайбы с уголком, мм.
Нагрузка статическая. Болт стандартный.
Рисунок 2.7 – Болтовое соединение
Таблица 2.7 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
2,0
1,2
1,5
1,7
2,0
2,2
2,5
2,7
3,0
3,5
а , мм
30
20
20
15
20
25
40
40
30
35
с , мм
20
12
15
10
10
15
25
20
20
20
Приложение 2
Задача 8 [ 5, с. 50 ].
Рассчитать болты клеммового соединения ступицы маховика с валом (рис. 2.8).
d – диаметр вала, мм;
[τ кр] – допускаемые напряжения на кручение для материала вала, МПа.
Болты стандартные. Нагрузка статическая.
Рисунок 2.8 – Клеммовое соединение
Таблица 2.8 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d , мм
80
75
70
65
60
55
50
45
40
80
[τ кр ], МПа
21
20
18
16
15
16
17
18
19
20
Приложение 2
Задача 9 [ 5, с. 51].
Определить диаметр резьбовой части вала, на хвостовике которого между двумя шайбами зажата дисковая пила (рис. 2.9). При затяжке гайки между диском пилы и шайбами возникают силы нормального давления и силы трения.
F – сила сопротивления резанию;
D 1 – диаметр пилы;
D 2 – средний диаметр шайб.
Нагрузка статическая.
Материал вала – сталь Ст. 5.
рисунок 2.9 – дисковая пила
Таблица 2.9 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F, кН
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
D1 , мм
900
850
750
700
650
600
550
500
450
500
D2 , мм
160
150
140
140
130
130
130
120
120
110
Приложение 2
Задача 10 [ 5, с. 51].
Определить диаметры резьбы грузового винта и глубину его ввинчивания в корпус, изготовленный из материалов:
дюралюминия Д1;
чугуна СЧ 18;
стали Ст.3.
F – осевая сила, приложенная к винту.
Нагрузка статическая.
Материал винта – сталь 25.
Рисунок – 2.10 – Крепление корпуса подшипника к плите
Таблица 2.10 – исходные данные к расчетам
Параметры
Варианты исходных данных
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F , кН
12
14
15
16
18
20
25
27
30
32
ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
по дисциплине «Проектирование и расчет
транспортно-технологического оборудования»
Подписано в печать Формат 60 ´ 84 / 16. Бумага для множ. аппаратов.
Печать плоская. Усл. печ. л. Уч. - изд. л. Тираж 100 экз.
ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11
Ризограф ФГАОУ ВО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11
2019-11-13
1054
Обсуждений (0)
