Инструкция по технике безопасности
К самостоятельной работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.
Запрещается самостоятельно включать рубильник распределительного щита.
Запрещается оставлять без присмотра включённые аппаратуру и оборудование.
Запрещается курить в помещении лаборатории.
Ответственность за соблюдение правил техники безопасности в лаборатории возлагается на зав. лабораторией.
Лабораторная работа № 1
Изучение соединений деталей машин, их классификация
и определение параметров
1.1. Цель работы
Целью работы является изучение различных видов неподвижных соединений, нашедших применение в строительно-дорожных машинах, а также определение их основных параметров.
1.2. Общие сведения
Совокупность деталей, образующих машину, создаётся при помощи подвижных и неподвижных соединений. Подвижные соединения обеспечивают требования кинематики машины; неподвижные соединения необходимы для расчленения машины при изготовлении, ремонте и транспортировании.
В машиностроении принято называть соединениями только неподвижные соединения, которые в свою очередь подразделяются на неразъёмные (не позволяющие разобрать соединения без разрушения) и разъёмные (разборка которых не требует разрушения). Наибольшее распространение в СМ получили резьбовые, шпоночные, шлицевые, заклёпочные и сварные [1, 2, 3, 4].
Виды разъёмных и неразъёмных соединений представлены на рис. 1.1.
Необходимо отметить, что прочностные качества узла в целом определяются нагрузкой наиболее слабого звена.
Заклёпочные соединения
Заклёпочное соединение представлено на рис. 1.2. Они широко применяются в местах ярко выраженной вибрационной нагрузки (кораблестроение, самолётостроение) и там, где соединяются детали из трудносвариваемых и разнородных материалов. Такими узлами в СМ являются металлоконструкции, муфты сцепления, тормозные устройства и др.
Недостатком их является большая трудоёмкость процесса клёпки и большая металлоёмкость (вес) заклёпок в соединении, составляющая 3,5…4%. При диаметре заклёпок до 10 мм применяется холодная клёпка, свыше 10 мм ‑ горячая.
Рис. 1.1. Классификация соединений деталей
Заклепки
рассчитываются на срез и смятие.
Формула расчета заклепочного соединения на срез:
где Р
– действующая нагрузка; i
– количество заклепок, воспринимающих
эту нагрузку; d
– диаметр заклепок;
– допустимое напряжение на срез.
Рис. 1.2. Заклёпочное соединени
Формула расчёта заклёпочного соединения на смятие:
где
–
наименьшая толщина соединяемых деталей;
–
допустимое напряжение на смятие.
Сварные соединения
Преимущество сварных соединений (рис. 1.3) перед заклепочными заключается в уменьшении трудоёмкости процесса сварки и уменьшении металлоёмкости сварных швов (вес сварных швов в соединении составляет 1…1,5 %). По сравнению с литыми изделиями сварные соединения дают экономию металла до 40…50 %.
Рис.1.3. Виды сварных соединений
Напряжения, действующие в сварном соединении, определяются приближённо по формуле
где Р – действующая нагрузка; l – длина сварного шва; к – катет сварного шва.
Резьбовые соединения
К достоинствам резьбовых соединений (рис.1.4) относятся удобство сборки и разборки их.
Рис.1.4. Виды резьб
Недостатком такого соединения является наличие концентратов напряжений по поверхностям соединяемых деталей.
Расчет на прочность резьбового соединения производится по формуле
где Р – действующая нагрузка в узле; z – количество болтов, воспринимающих нагрузку; р – допустимая удельная нагрузка на болт; d – диаметр болта.
Расчёт шпоночного соединения
Шпоночное соединение (рис. 1.5) рассчитывается на срез и на смятие.
Крутящий момент, передаваемый шпоночным соединением, определяется как произведение силы на плечо:
где d – диаметр вала.
Формула для определения напряжения на срез примет вид
Рис. 1.5. Шпоночное соединение
где в – ширина шпонки; l – длина шпонки; – допускаемое напряжение на срез.
Напряжения на смятие определятся формулой
где h
– высота шпонки;
– допускаемое
напряжение на смятие.