Дані для виконання завдання 9

Варіанти розрахункових схем представлені рис.9.1.

Величини, необхідні для розрахунку, вибирають із табл. 9.

Таблиця 9

Дано	Передостання цифра шифру
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Р, кН	400	420	430	440	450	460	470	480	490	500
b, мм	200	210	220	230	240	250	260	270	280	300

Вказівки до послідовності виконання завдання

I. При розрахунках дерев’яних з’єднань приймаємо найбільш небезпечними дотичні напруження сколювання , що виникають від діючого зовнішнього навантаження вздовж волокон балки.

1. Застосуємо умову міцності сколювання по дотичним напруженням:

,

де – допустиме напруження сколювання, – поперечна сила, яка дорівнює в даному випадку зовнішньому навантаженню ( ).

Звідки знаходимо необхідну площу сколювання:

.

2. З іншого боку за геометричними розрахунками з’єднання площа сколювання дорівнюе:

,

де b – ширина перерізу бруса, x – довжина площі сколювання.

3. Прирівнявши праві частини виразів площі , знаходимо невідомий параметр довжини x.

ІІ. При розрахунках з’єднань заклепками і болтами приймаємо найбільш небезпечними дотичні напруження зрізу , що виникають в поперечних перерізах заклепок або болтів від дії на них поперечних навантажень.

1. Із умови міцності на зріз по дотичним напруженням

,

де – допустиме напруження на зріз, – поперечна сила, що дорівнює зовнішньому навантаженню, знаходимо необхідну площу зрізу:

.

2. З іншого боку за геометричними розрахунками з’єднання площа зрізу дорівнює:

,

де d – діаметр заклепки (болта), k – кількість зрізів однієї заклепки (болта), n – кількість заклепок (болтів) у з’єднанні.

3. Прирівнявши праві частини виразів площі , знаходимо невідому кількість заклепок (болтів) діаметром d.

4. Для перевірки з’єднання на міцність зминанню використаємо умову:

,

де – допустиме напруження на зминання, – площа зминання, - мінімальна товщина листів, d – діаметр заклепки (болта), n - кількість заклепок (болтів) у з’єднанні.

Якщо умова міцності не виконується, необхідно знайти нове більше значення кількості заклепок (болтів) із умови цієї міцності.

ІІІ. Для напусткових зварних з’єднань розрахунки проводять на зріз по зварному шву. Ширина шва приймається по відношенню до товщини листа .

1. Із умови міцності на зріз по дотичним напруженням для зварного шва:

,

де – допустиме напруження зварного шва на зріз, – поперечна сила, що дорівнює зовнішньому навантаженню.

Звідки знаходимо необхідну площу зрізу зварного шва:

.

2. З іншого боку за геометричними розрахунками площа зварного шва з’єднання дорівнює:

,

де – товщина листа з’єднання, , – загальна довжина зварного шва з’єднання, b – ширина листа.

3. Прирівнюємо праві частини виразів площі і знаходимо невідомий параметр довжини x для зварного шва з’єднання.

Приклад 9.1

Для заданого з’єднання двох соснових брусів (рис. 9.2) визначити довжину (довжину зуба) із умови міцності на сколювання.

При розрахунках прийняти:

– зусилля розтягу брусів,

– ширина поперечного перерізу бруса,

– висота поперечного перерізу бруса,

– допустиме напруження на сколювання для деревини.

Рис. 9.2

Розв'язок

Із умови міцності сколюванню по дотичним напруженням

знаходимо необхідну площу сколювання:

.

З іншого боку за геометричними розрахунками площа сколювання визначається співвідношенням:

,

де – ширина поперечного перерізу бруса.

Тоді довжина зуба заданого з’єднання дорівнює:

.

Округлюємо отримане значення до .

Приклад 9.2

Визначити кількість заклепок із умови міцності на зріз для заданого заклепаного з’єднання пластин (рис. 9.3).

При розрахунках прийняти:

– зусилля розтягу пластин,

– ширина пластин,

– товщина пластин,

– допустиме напруження на зріз для сталі.

Рис. 9.3

Розв'язок

Оберемо діаметр однієї заклепки з’єднання за конструктивним співвідношенням .

Приймемо .

Із умови міцності на зріз по дотичним напруженням

,

де , знаходимо необхідну площу зрізу:

.

З іншого боку за геометричними розрахунками площа зрізу визначається співвідношенням:

,

де – діаметр заклепки, – кількість зрізів однієї заклепки, n – кількість заклепок у з’єднанні.

Тоді необхідна кількість заклепок дорівнює:

.

Округлюємо отримане значення до .

Крок (відстань між двома сусідніми заклепками) визначається конструктивним співвідношенням .

Приймаємо .

Заклепки ставимо, як показано на рис. 9.2.

Приклад 9.3

Для заданого зварного з’єднання пластин (рис. 9.4) визначити довжину зварного шва із умови міцності на зріз.

При розрахунках прийняти:

– зусилля розтягу пластин,

– ширина пластин,

– товщина пластин,

– допустиме напруження зварного шва на зріз.

Рис. 9.4

Розв'язок

Із умови міцності на зріз по дотичним напруженням для зварного з’єднання

знаходимо необхідну площу зрізу зварного шва:

.

З іншого боку за геометричними розрахунками площа зварного шва дорівнює:

.

Звідки загальна довжина зварного шва має дорівнювати:

.

Приймаємо .

При цьому згідно заданої конструктивної схеми зварного з’єднання:

,

де b – ширина листа.

Тоді необхідна довжина знаходиться як:

.

Приймаємо .

Завдання 10 - Циліндричні зубчасті передачі

Визначити основні геометричні параметри одноступінчастої циліндричної зубчастої передачі (рис. 10.1). Вал шестерні передачі обертається із частотою , вал колеса – із частотою , число зубів шестерні , а модуль зубчастого зачеплення . Розрахувати колову швидкість зубчастого вінця передачі.

Рис. 10.1