0485 / Материал для самостоятельного изучения раздел СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН / Детали машин(гот)стр 101-134
.pdf
12
|
|
|
|
l |
||||
F |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
а |
|
|
|
l |
|
|
F |
F |
F |
|
D |
|||
|
|
в
D
l 
|
|
|
F |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|||
А |
|
|
|
А -А |
|
|
|
|
|
|
|
F
l
г
А
Рис. 4.14
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид со- |
|
|
Вид |
|
Усилие F, |
Вариант |
Материал деталей |
|
действующее |
|||
единения |
|
|||||
припоя |
|
на соедине- |
||||
|
по рисунку |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ние, кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4.14, а |
Латунь |
|
Мягкий |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4.14, а |
Сталь |
|
Твердый |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4.14, б |
Латунь |
|
Мягкий |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4.14, б |
Алюминиевый |
сплав |
Твердый |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4.14, в |
Сталь |
|
Твердый |
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4.14, в |
Латунь |
|
Мягкий |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
4.14, в |
Алюминиевый |
сплав |
Твердый |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4.14, а |
Сталь |
|
Твердый |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
4.14, а |
Латунь |
|
Мягкий |
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
4.14, г |
Алюминиевый |
сплав |
Твердый |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.16. Подобрать марку припоя для соединения троса управления магнитофона с наконечником (рис. 4.15) по данным табл. 4.15. Материал троса - сталь. Пайка произведена вкруговую.
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.15 |
|
|
Вариант |
Усилие F, |
Диаметр троса |
Материал |
|
|
действующее |
|||
F |
|
d, мм |
наконечника |
||
|
|
на трос, Н |
|||
|
|
|
|
||
|
|
1 |
30 |
1,0 |
|
|
|
2 |
40 |
1,5 |
Алюминиевый |
|
|
сплав |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
50 |
3,0 |
Латунь |
|
|
4 |
60 |
3,0 |
Латунь |
|
d |
5 |
70 |
2,4 |
Латунь |
|
6 |
80 |
1,8 |
Алюм. сплав |
|
|
|
||||
F |
|
7 |
90 |
2,0 |
Алюм. сплав |
Рис. 4.15 |
|
8 |
100 |
3,5 |
Латунь |
|
9 |
60 |
3,2 |
Латунь |
10 |
30 |
1,8 |
Алюм. сплав |
Задача 4.1.17. Рассчитать стыковое клеевое соединение(рис. 4.16), находящееся под действием статической осевой нагрузкиF = 19 кН, т. е. определить наружный диаметрD соединительных фланцев. Внутренний диаметр соединяемых труб d = 20 мм, соединение работает при комнатной температуре.
F |
d |
F |
D |
Рис. 4.16 |
Решение. 1. Принимаем клей БФ-2, для которого предел прочности s В =15 МПа. Коэффициент запаса прочности принимаем n = 1,5.
14
2. Вычисляем допускаемое напряжение растяжения по формуле
[σ]р = σ В = 15 =10 МПа. n 1,5
3. Для рассматриваемого случая условие прочности клеевого шва имеет
вид
σр = F £ [σ]р .
A
Площадь кольцевого сечения определяется по формуле
A = p(D2 - d 2 ) . 4
4. Из условия прочности определяем наружный диаметр соединения:
D = |
|
4F |
= |
4 ×19 ×103 |
= 53,1 мм. |
|
p[σ]р + d 2 |
|
3,14 ×10 ×106 + (20 ×10-3 )2 |
||||
Принимаем D = 54 мм.
Задача 4.1.18. Для изготовления диска сцепления необходимо наклеить на металлический диск фрикционный материал. Подобрать тип клея и определить, какой наибольший момент может передавать клеевое соединение. Данные для расчета в табл. 4.16.
Параметр
Материал диска
Материал фрикционной прокладки
Внутренний диаметр диска DВ , мм
Наружный диамет DН , мм
Таблица 4.16
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Алюминиевый |
|
Латунь |
|
|
Сталь |
Пластмасса |
|
|||||||
|
сплав |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Резина |
|
|
|
|
Резина |
|
|
Резина |
|
|
|
||
Кожа |
Фетр |
|
Кожа |
|
Фетр |
|
|
Фетр |
Кожа |
Фетр |
|
|||
10 |
20 |
|
20 |
30 |
|
20 |
|
30 |
|
20 |
10 |
30 |
20 |
|
30 |
35 |
|
40 |
40 |
|
50 |
|
45 |
|
45 |
30 |
50 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.19. Стекло шкалы вариометра приклеено к корпусу эпок- |
||
сидным |
клеем горячего |
твердения с прочностью склеивания на отры |
|
25×10 |
-5 |
2 |
прочность соединения, если клеевое соединение |
|
Н/мм. Проверить |
||
имеет размеры, указанные в табл. 4.17.
15
Таблица 4.17
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
Диаметр стекла шкалы |
50 |
50 |
75 |
75 |
75 |
100 |
100 |
125 |
125 |
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разность давлений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
внутри корпуса и сна- |
0,25 |
0,5 |
0,5 |
0,75 |
0,2 |
1,0 |
0,5 |
0,2 |
0,5 |
0,8 |
|
ружи, атм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина клеевого шва |
2 |
6 |
4 |
8 |
2 |
8 |
8 |
4 |
10 |
5 |
|
по ободу стекла |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задача 4.1.20. Рассчитать клеевое соединение для соединения ступицы 1 и обода 2 червячного колеса (рис. 4.17). Клей типа БФ. Нагрузка спокойная. Данные для расчета приведены в табл. 4.18.
T |
2 |
Fа |
|
|
1 |
|
b |
c |
|
D |
d |
|
Рис. 4.17 |
Таблица 4.18
Величина |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T, Нм |
300 |
- |
- |
370 |
375 |
380 |
390 |
400 |
440 |
460 |
450 |
420 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fa , кН |
- |
2,5 |
2,4 |
2,6 |
3 |
3,5 |
3,6 |
4 |
- |
- |
4,0 |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dc мм |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b, мм |
30 |
30 |
35 |
35 |
40 |
40 |
45 |
45 |
50 |
52 |
55 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16
Задача 4.1.21. Для соединения тонкостенных листов рассчитать: 1) соединение ленточной контактной сваркой; 2) клеевое соединение внахлестку клеем БФ (рис. 4.18).
Для полученных конструкций (соединений) произвести сравнительный анализ. Данные в табл. 4.19.
t = 4b
d 
F
F 
b
F |
F |
|
B |
Рис. 4.18
Таблица 4.19
Величина |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F , кН |
3,5 |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,5 |
4,9 |
5,0 |
5,5 |
5,8 |
6,0 |
6,2 |
6,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d, мм |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B, мм |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
90 |
95 |
85 |
100 |
100 |
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид |
сп. |
пер. |
сп. |
пер. |
пер. |
сп. |
сп. |
пер. |
пер. |
пер. |
сп. |
пер. |
сп. |
|
нагрузки |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Принять ширину ленточного шва B = 1,25 d + 4.
2.Недостающими размерами задаться.
Задача 4.1.22. Рассчитать клеевое соединение проушины1 с трубой 2 для крутящего моментаT и растягивающей силыFa . Клей типа ВК(рис. 4.19). Данные для расчета приведены в табл. 4.20.
|
|
17 |
|
|
Fa |
|
|
|
T |
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
a |
|
|
T |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
T |
|
|
0 |
|
|
|
Fa |
|
|
F |
|
d |
d |
|
||
|
|
|
|
a |
T |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.19 |
|
|
Таблица 4.20
Величина |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T, Н×м |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fa , кН |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
30 |
32 |
32 |
35 |
32 |
40 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d, мм |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
50 |
52 |
55 |
55 |
60 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d0 , мм |
10 |
10 |
12 |
15 |
18 |
18 |
20 |
20 |
22 |
22 |
25 |
25 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Недостающими данными задаться.
Задача 4.1.23. Определить необходимое количество заклепок диаметром d = 20 мм для соединения внахлестку двух листов толщинойt = 8 мм и S = 10 мм. Сила F = 200 кН и является растягивающей. Допускаемые напряжения: на срез [t ] =140 МПа, на смятие [σ ]c = 320 МПа.
Решение. 1. Определим необходимое число заклепок из условия проч-
ности на срез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τср = |
F |
|
£ [τ], |
|
|
|
|
|
n × |
|
|
||
|
|
|
|
|
A |
|
||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
n = |
F |
|
= |
200 ×103 × 4 |
= 4,5 » 5 заклепок. |
|||
πd 2 |
|
3,14 × (20 ×10-3 )2 |
×140 ×106 |
|||||
|
|
[τ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4
18
2. Определим необходимое число заклепок из условия на смятие:
|
|
|
σсм |
= |
F |
|
£ [σ ], |
|
|
|
|
n ×t |
|
||||
|
|
|
|
|
× d |
|||
n = |
F |
= |
|
|
200 ×103 |
= 3,9 » 4 . |
||
t × d[σ]см |
8 ×10-3 × 20 ×10-3 × 320 ×106 |
|||||||
Окончательно принимаем n = 5.
Задача 4.1.24. Нахлесточное соединение двух полос выполнено пятью заклепками (рис. 4.20). Определить напряжение в двух сечениях полосы, ослабленных отверстиями под заклепки, и проверить заклепки на срез. Данные для расчета в табл. 4.21.
|
d 0 |
|
|
d |
F |
F |
|
|
|
|
|
F |
b |
F |
|
Рис. 4.20 |
|
Таблица 4.21
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина полосы b, мм |
125 |
50 |
200 |
150 |
80 |
50 |
125 |
200 |
50 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина полосы d, мм |
7 |
5 |
14 |
10 |
7 |
4 |
10 |
14 |
6 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр отверстия под |
14 |
7 |
22 |
22 |
10 |
6 |
20 |
24 |
10 |
4 |
|
заклепки do , мм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Статическая нагрузка |
90 |
30 |
180 |
90 |
50 |
10 |
90 |
120 |
40 |
10 |
|
F, кН |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Материал заклепок и |
Сталь 3 |
|
Латунь |
|
Алюминиевый сплав |
||||||
полос |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
19
Задача 4.1.25. Определить, при каком максимальном усилии произойдет разрушение однорядного двухсрезного заклепочного шва с двумяна кладками (рис. 4.21). Число заклепок в одном рядуz = 2. Диаметр заклепок
d = 2d , где d - толщина полосы. Толщина накладки δн = 075δ . Нагрузка статическая. Материал заклепок - сталь 2. О стальные данные в табл. 4.22.
|
н H |
|
dδ |
F |
dδ |
F |
F
b |
F |
Рис. 4.21
Таблица 4.22
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
Толщина полосы d, мм |
1,5 |
3,0 |
0,5 |
2,0 |
4,0 |
1,0 |
2,5 |
3,0 |
5,0 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал полос и на- |
Сталь |
|
Латунь |
|
Алюминиевый сплав |
||||||
кладок |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задача 4.1.26. Рассчитать и сконструировать заклепочное соединение (рис. 4.22) по данным, указанным в табл. 4.23.
|
1 |
|
F |
S |
2 |
|
|
S |
а
F |
F |
F |
|
|
|
|
|
б |
Рис. 4.22 |
|
|
20
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.23 |
|
|
|
|
Толщина |
|
Усилие F, |
||
|
Вид закле- |
Располо- |
листов, мм |
|
действую- |
||
|
почного |
|
|
Материал |
щее на за- |
||
Вариант |
жение за- |
|
|
||||
соединения |
S1 |
S2 |
листов |
клепочное |
|||
|
по рисунку |
клепок |
|
соедине- |
|||
|
|
|
|
|
|
ние, кН |
|
1 |
4.21, а |
Рядовое |
2 |
2 |
Сталь |
74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4.21, б |
Шахмат- |
3 |
3 |
Сталь |
40 |
|
ное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
3 |
4.21, а |
Рядовое |
2 |
2 |
Алюминиевый |
4 |
|
сплав |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
4 |
4.21, б |
Шахмат- |
4 |
4 |
Алюминиевый |
14 |
|
ное |
сплав |
||||||
|
|
|
|
|
|||
5 |
4.21, а |
Шахмат- |
2 |
3 |
Сталь |
20 |
|
ное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
6 |
4.21, б |
Рядовое |
3 |
5 |
Алюминиевый |
2,0 |
|
сплав |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
7 |
4.21, а |
Рядовое |
3 |
6 |
Сталь |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4.21, б |
Рядовое |
5 |
10 |
Алюминиевый |
45 |
|
сплав |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
9 |
4.21, а |
Шахмат- |
5 |
10 |
Сталь |
45 |
|
ное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
10 |
4.21, б |
Рядовое |
1 |
1 |
Алюминиевый |
4 |
|
сплав |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Задача 4.1.27. В заклепочном соединении(рис. 4.23) проверить прочность ленты в ослабленном сечении по данным табл. 4.24. Определить количество и диаметр заклепок.
F |
|
F |
|
d |
b |
|
|
|
F |
|
F |
|
|
Рис. 4.23 |
21
Таблица 4.24
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Усилие F, растягивающее |
1 |
2 |
6 |
|
2,4 |
|
1,5 |
|
0,7 |
1,8 |
1 |
|
0,8 |
|
0,5 |
|
ленту, кН |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина ленты d, мм |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
|
1 |
|
0,8 |
|
0,4 |
1,4 |
1 |
|
0,4 |
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал ленты и |
закле- |
Сталь 3 |
|
|
Латунь |
|
Алюминиевый сплав |
|||||||||
пок |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.28. |
Стальные |
полосы, |
растянутые |
силой Fr = 2,8 |
кН, |
кре- |
||||||||||
пятся при помощи двух болтов, выполненных из стали класса прочности4.6 (рис. 4.24). Определить диаметр болтов. Нагрузка постоянная.
F0
Fr |
2 |
Fr |
|
Fr |
2 |
F0
Рис. 4.24
Решение. 1. Для болтового соединения с неконтролируемой затяжкой принимаем требуемый коэффициент запаса прочности [n] = 3,5 , предполагая, что наружный диаметр резьбы будет в интервале16-30 мм. Предел текучести принимаем в соответствии с классом прочностиs = 240 МПа. Допускаемое напряжение растяжения вычисляем по формуле
[σ ]р = σm = 240 = 68,5 МПа. [n] 3,5
2. Принимаем коэффициент запаса по сдвигу листовK = 1,6; коэффициент трения f = 0,16.
Определяем необходимую силу затяжки болта:
F |
= |
Fr × K |
= |
2,8 ×1,6 |
= 7 кН, |
|
|
|
|||||
o |
f |
× i × z |
|
0,16 × 2 × 2 |
|
|
|
|
|
|
|||