Выбор допускаемых напряжений при расчете соединений деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача 1

Рассчитать заклепочное соединение внахлестку полос из стали Ст.3, нагруженных растягивающей силой F. Дать эскиз соединения со всеми размерами. Размеры полос и заклепок выбрать по ГОСТам.

Дано: F = 40 кН.

Решение:

Принимаем соотношение ширины и толщины полосы как a/b = 10.

Тогда - a·b = A ? F/[р] = 40000/160 = 250 мм2, => b = (250/10)1/2 = 5 мм.

По ГОСТ 380-88 принимаем полосу Ст.3 - 550.

Диаметр тела заклепки d0 < 2b =>

принимаем d0 = 8 мм.

Из условия прочности соединения на срез при центрально действующей нагрузке найдем необходимое количество заклепок:

,

где i - число плоскостей среза: i = 1;

- допускаемое напряжение среза, для заклепок из Ст3 = 140 МПа

Условие прочности на смятие:

где s - толщина стенки соединяемой детали: s = 5 мм;

[см] - допускаемое напряжение смятия, для заклепок из Ст3 [см] = 320 МПа

- условие прочности выполнено.

Длина тела заклепки по ГОСТ 12643-80, учитывая толщину полос, равна 16 мм.

Задача 2

Рассчитать сварное соединение рукоятки из полосовой стали со ступицей клеммового соединения. Размеры полосы определить расчетом на прочность и выбрать из стандартного ряда.

Дано:

F = 2,5 kH, L = 400 мм.

Решение

К ступице крепится полоса сварочным соединением втавр. Соединение нагружено силой F. Принимаем соединение валиковым швом катетом 6 мм, сварка ручная электродуговая электродами Э42.

Допускаемое напряжение в сварочном шве при ручной дуговой сварке электродами Э42: заклепочный соединение сталь клеммовый

- допускаемое напряжение на растяжение для материала соединяемых деталей при статических нагрузках;

=240 МПа- предел текучести Ст3;

n = 1,5 - запас прочности.

Из условия на прочность найдем момент сопротивления полосы:

;

изгибающий момент: Ми = F·L = 2,5·103·0,4 = 1·103 H·м;

Принимаем соотношение ширины и толщины полосы как a/b = 10.

Тогда - b = (6·4,2/10)1/3 = 1,4 см = 14 мм, => a = 10b = 140 мм.

По ГОСТ 380-88 принимаем полосу Ст.3 - 14140.

Напряжение в шве от изгибающего момента:

МПа - что нас устраивает.

где момент сопротивления сварного шва по опасному сечению:

;

Условное обозначение сварного шва соединения, выполненного ручной электродуговой сваркой, вид соединения - втавр без скоса кромок, катет шва К = 6 мм: ГОСТ 5264-80-Т1-Д6.

Задача 3

Рассчитать клеммовое соединение по схеме и данным задачи 1.2.

Решение:

Принимаем распределение давления по окружности равномерным. Тогда формулы, выведенные для соединений с разъемной ступицей, полностью применимы для соединений с прорезью. Условие передачи соединением момента М с коэффициентом запаса К = 1,5 имеет вид:

2N·f ·(D/2) = K·M или N = (K·M)/(f ·D),

где коэффициент трения f = 0,2,

N - суммарная нормальная к поверхности вала сила ([2], стр.150).

М = F·(L + 0,05 - 0,025) = 2500·0,425 = 1062,5 H·м;

Соответственно:

N = (1,5·1062,5)/(0,2·0,05) = 159,375 kH;

Согласно условию равновесия:

РЗАТ = N/(П·z) = 159,375·103/(3,14·1) = 50,76 kH;

B = (Pзат /AB) < Т/n ;

где коэффициент безопасности n = 2 ; Т(Ст.3) = 240 МПа ;

площадь сечения болта - AB = 0,25П·d2;

Окончательно получаем:

d = (4n·PЗАТ /(П ·Т)) Ѕ = (8·50,76·103/(3,14·240·106))Ѕ = 22,2 мм.

Что соответствует болту М24 с диаметром нарезанной части 24 мм.

Литература

Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3 т. М.: Машиностроение, 2001.

Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для ВУЗов. М.: Машиностроение, 1974.

Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 2001.

Федоров А.А. Методические указания по выбору допускаемых напряжений при расчете соединений деталей.- Чебоксары: Волжский филиал МАДИ (ГТУ), 2007.

Размещено на Allbest.ru