Оглавление

1 Постановка задачи 3

1.1 Исходные данные 3

1.2 Технические требования к соединению 3

2 Техническое предложение 4

3 Эскизный проект 6

3.1 Определение геометрических параметров элементов соединения 6

3.2 Анализ прочности соединения 6

3.3 Анализ прочности соединения по варианту 2 14

3.4 Анализ прочности соединения по варианту 3 19

Приложение А 25

1. Постановка задачи

   1. Исходные данные

Исходными данными для выполнения данной лабораторно-практической работы являются эскиз соединения, размеры некоторых элементов и величина действующей нагрузки. Схема соединения показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема соединения

Величина нагрузки: P_y = 1100 даН; P_z = 400 даН.

Материал стенки лонжерона – Д16Т;

Толщина стенки δ_обш = 1,9 мм;

Высота лонжерона H = 100 мм.

Материал кронштейна – Д16Т;

Плечо c = 45 мм.

2. Технические требования к соединению

Конструкция заклепочного соединения должна иметь минимальную массу, обеспечивать надежную работу стержней заклепок на срез, а соединяемых деталей – на смятие. Могут быть применены заклепки с плоско-скругленной закладной головкой.

2. Техническое предложение

Изначально определимся с некоторыми размерами кронштейна.

Примем расстояние от наружных контуров поясов до кронштейна по 5 мм с каждой стороны. В этом случае радиусный переход между полкой и стенкой может достигать 3 мм, что вполне приемлемо для данной толщины материала. Таким образом, определилась ширина кронштейна b_кр = 90 мм.

Для кронштейна принимается толщина площадки δ_кр = 2 мм.

Диаметр отверстия кронштейна принимаем равным d_кр = 30 мм, а толщину кольца уха с_у = 5 мм. Ширину уха можно приближенно определить из условия обеспечения его прочности при действии внешних сил. При этом за площадь сечения принимаем «чистую» площадь диаметрального сечения кольца, а за нагрузку – результирующую сил F_y и F_z – силу F.

Условие прочности:

где σ – действующее напряжение, МПа;

A – площадь поперечного сечения, мм²;

[σ] – допускаемое напряжение, МПа.

Из условия прочности

Результирующая сила определится из геометрической суммы сил F_y и F_z:

F_y = 11000 Н (стр. 3);

F_z = 4000 Н (стр. 3).

Допускаемое напряжение определяется по формуле

где σ_в – предел прочности материала при разрыве, МПа;

[n] – нормативный коэффициент запаса прочности.

Предел прочности при разрыве для материала кронштейна (Д16Т) можно принять σ_в = 420 МПа. Коэффициент запаса прочности принимаем [n] = 1,5. Таким образом

Тогда минимальная площадь сечения составит

Ширина уха

Принимаем δ_у = 5 мм.

Эскиз уха приведен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Эскиз уха

Для заклепок назначаем материал В65 (ОСТ 1 34076 – 85).

3. Эскизный проект

   1. Определение геометрических параметров элементов соединения

Толщина склепываемого пакета определяется как сумма толщин стенки и площадки кронштейна

Диаметр заклепки составляет

Принимается ближайшее минимальное стандартное значение d_з = 4 мм.

Длина заклепки определяется по формуле

Принимается длина заклепки l_з = 9 мм.

Величина перемычки

Ориентировочно принимаем число заклепок n_з, равным 8. Заклепки расположим с равным шагом как по оси z, так и по оси y. С учетом перемычек по 10 мм с каждой стороны расстояние между крайними заклепками по оси y составит 90 – 2 · 10 = 70 мм. Отсюда определится шаг t = 35 мм. Схема установки заклепок показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема установки заклепок