0485 / Материал для самостоятельного изучения раздел СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН / Детали машин(гот)стр 101-134
.pdf
22
где i - число стыков; z - число болтов.
3. Вычисляем расчетную силу затяжки болта по формуле
Fрасч =1,3Fo =1,3 × 7 = 9,1 кН.
4. Вычисляем расчетный диаметр резьбы из условия прочности:
|
|
σэкв |
= |
|
4Fрасч |
£ [σ ]р , |
|
||||
|
|
|
|
||||||||
отсюда |
|
|
|
|
|
πdр2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dр = |
4Fрасч |
= |
|
4 × 9,1×103 |
=13,15 |
мм. |
|||||
π[σ]р |
|
|
π × 68,5 ×106 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем резьбу M16 с шагом p = 2 мм, для которой dр = d - 0,94p =16 - 0,94 × 2 =14,12 мм.
Задача 4.1.29. Рассчитать прочность дюралевых полос, соединенных двумя болтами (рис. 4.25). Материал болтов - сталь 3. Нагрузка статическая. Соединение нагружено поперечным усилиемF (табл. 4.25). Задачу решить для случаев, когда болты поставлены с зазором и без зазора.
F0
F |
F |
F0
Рис. 4.25
Таблица 4.25
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F, кН |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23
Задача 4.1.30. Рассчитать диаметры болтов, скрепляющих зубчатое колесо с барабаном (рис. 4.26). Болты установлены в отверстие с зазором. Тяговое усилие на барабане F. Материал болтов - сталь 3. Число болтов - z. Нагрузка статическая. Данные для расчета в табл. 4.26.
D 2
D 1
Рис. 4.26
Таблица 4.26
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
F, кН |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,1 |
1 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1 |
, мм |
30 |
40 |
50 |
70 |
20 |
70 |
50 |
80 |
80 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
, мм |
45 |
60 |
65 |
85 |
30 |
90 |
90 |
100 |
120 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
3 |
4 |
6 |
4 |
4 |
6 |
6 |
3 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.31. По данным табл. 4.27 приближенно рассчитать болты, крепящие к стене кронштейн, на котором установлен электромотор (рис. 4.27). Число болтов - 4, нагрузка статическая.
24 |
l |
F |
a |
b |
Рис. 4.27 |
Таблица 4.27
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
||||||||||
F, кН |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
|
1,6 |
0,2 |
1,8 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l, мм |
200 |
300 |
400 |
500 |
550 |
600 |
600 |
200 |
600 |
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a, мм |
|
200 |
|
|
300 |
|
|
100 |
350 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
b, мм |
|
100 |
|
|
150 |
|
|
50 |
175 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.32. Рассчитать размеры болта, стягивающего ступицу клеммового рычага (рис. 4.28), если на него действует переменная нагрузка. Материал вала - сталь. Данные для расчета в табл. 4.28.
F0 |
|
|
|
N |
|
|
|
F |
|
|
тр |
|
d |
|
|
Fтр |
|
а |
|
l |
F0 |
N |
F |
|
|
Рис. 4.28
25
Таблица 4.28
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F, кН |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,4 |
|
1,8 |
|
2 |
1,5 |
0,1 |
|
0,2 |
d, мм |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
|
80 |
|
80 |
80 |
20 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
L, мм |
450 |
300 |
600 |
600 |
400 |
800 |
800 |
450 |
150 |
|
200 |
||
a, мм |
30 |
40 |
60 |
60 |
50 |
60 |
70 |
70 |
20 |
|
20 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
Алюминиевый |
|
Сталь |
|
Латунь |
|
|||||||
ступицы |
|
сплав |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задача 4.1.33. Рассчитать болты фланцевого соединения(рис. 4.29) при условии, что диаметр труб D, давление жидкости внутри труб по манометру r, число болтов z. Данные в табл. 4.29.
D |
Рис. 4.29
Таблица 4.29
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r, атм |
15 |
10 |
12 |
8 |
6 |
4 |
2 |
5 |
7 |
9 |
|
D, мм |
150 |
100 |
200 |
170 |
140 |
160 |
60 |
80 |
100 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
6 |
6 |
4 |
4 |
3 |
3 |
3 |
4 |
6 |
6 |
|
Задача 4.1.34. Определить диаметр резьбовой части вала, на конце которого между двумя желобами посредством сил трения, возникающих при затяжке гайки, зажимается дисковая пила (рис. 4.30). Сопротивление резанию F. Диаметр пилы D1 . Средний диаметр шайб D2 . Материал вала - сталь 45. Нагрузка статическая. Данные для расчета в табл. 4.30.
26
D 2
D 1
Рис. 4.30
Таблица 4.30
Параметр |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
||||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
10 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
F, кН |
6 |
10 |
4 |
|
0,8 |
15 |
|
2 |
|
0,4 |
|
8 |
18 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
D1 |
, мм |
500 |
600 |
600 |
300 |
600 |
300 |
100 |
500 |
1000 |
700 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
, мм |
125 |
|
50 |
150 |
|
|
50 |
|
200 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.35. По данным табл. 4.31 рассчитать резьбовое соединение муфтой (рис. 4.31).
F |
F |
|
Рис. 4.31 |
Таблица 4.31
Параметр |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Растягивающее |
|
0,5 |
2 |
1 |
5 |
6 |
|
8 |
|
10 |
2 |
|
5 |
|
0,5 |
усилие F, кН |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
ви |
|
Алюминиевый |
|
Сталь |
|
|
Латунь |
|
||||||
серьги или муфты |
|
сплав |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.36. Определить диаметр стержня |
рым-болта и глубину |
||||||||||||||||||||||||
его ввинчивания в дюраль -IД (рис. |
4.32), если |
он |
нагружен |
силой |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fа |
|
(табл. 4.32). Материал рым-болта - сталь 45. Нагрузка статическая. Указать |
||||||||||||||||||||||||||
размеры и ГОСТ рым-болта. |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.32 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
F0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F0 , кН 0,4 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
0,2 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.32
Задача 4.1.37. |
В |
одновитковом |
соединении(рис. 4.33) проверить |
резьбу на прочность |
по |
напряжениям |
среза и смятия. Данные для расчета |
в табл. 4.33. |
|
|
|
F |
d |
Рис. 4.33 |
Таблица 4.33
Параметр |
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Осевое усилие F, Н |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1000 |
600 |
|
400 |
|
100 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
винта |
Алюминиевый |
|
Сталь |
|
|
Латунь |
|
||||||||
|
|
|
сплав |
|
|
|
|
|
||||||||
Материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
гайки |
|
Текстолит |
|
Алюминиевый |
|
Латунь |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
сплав |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Диаметр резьбы d, мм |
6 |
|
10 |
16 |
|
16 |
20 |
24 |
|
10 |
10 |
|
6 |
|
4 |
|
Тип резьбы |
ГОСТ 9150-59 |
ГОСТ 9484-73 |
ГОСТ 10177-62 |
|||||||||||||
28
Задача 4.1.38. Рассчитать винты для закрепления конца троса на барабане (рис. 4.34). Число винтов z. Усилие на тросе F, остальные данные в табл. 4.34.
Канат
F
Рис. 4.34
Таблица 4.34
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
|
|
|
||||||||||
F, Н |
100 |
200 |
300 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
600 |
400 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал винтов |
Алюминие- |
Сталь 3 |
Сталь 45 |
Латунь |
|
|||||||
вый сплав |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задача 4.1.39. Рассчитать резьбовое соединение с серьгой(рис. 4.35). Нагрузка статическая. Данные для расчета в табл. 4.35.
F |
F |
Рис. 4.35
Таблица 4.35
Параметр |
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
||||||||||
Растягивающее |
0,5 |
2 |
1 |
|
5 |
6 |
|
8 |
10 |
2 |
5 |
0,5 |
усилие F, кН |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал винта |
Алюминиевый |
|
Сталь |
|
|
Латунь |
|
|||||
серьги или муфты |
сплав |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
29
Задача 4.1.40. Рассчитать шпильки, которыми крышка прикреплена к паровому цилиндру (рис. 4.36). Давление в цилиндре p, внутренний диаметр цилиндра D, и наружный диаметр крышки D1 даны в табл. 4.36. Недостающими данными задаться.
р |
D |
D0 |
D1 |
Рис. 4.36 |
Таблица 4.36
Величина |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
||
|
||||||||||||||
r, МПа/мм2 |
0,42 |
0,42 |
0,44 |
0,44 |
0,45 |
0,45 |
0,5 |
0,5 |
0,52 |
0,52 |
0,54 |
0,54 |
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D, мм |
310 |
320 |
310 |
320 |
330 |
340 |
330 |
340 |
350 |
360 |
350 |
360 |
370 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1 , мм |
410 |
420 |
410 |
420 |
430 |
440 |
430 |
440 |
450 |
460 |
450 |
460 |
470 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z, шт |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
10 |
10 |
10 |
12 |
12 |
12 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Класс проч- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности мате- |
3,6 |
3,6 |
4,6 |
4,6 |
4,6 |
4,8 |
4,8 |
4,6 |
5,6 |
5,6 |
5,8 |
6,6 |
6,8 |
|
риала болта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При расчете принять:
1.По условию герметичности: при мягкой прокладке необходимый коэффициент затяжки Kзат = (1,3 + 2,5) ; металлической полоски Kзат = (2 + 5) .
2.Коэффициент внешней нагрузки l = 0,45 .
3.Допускаемое напряжение на растяжение шпильки [σ]р = 0,6σТ .
Задача 4.1.41. Рассчитать болты, которыми полоса 1 прикреплена к швеллеру 2, по данным табл. 4.37 и рис. 4.37.
|
|
30 |
|
2 |
1 |
|
z = 3 |
|
|
|
|
100 |
200 |
d |
|
|
|
600 |
|
d |
a |
400 |
|
|
|
|
|
F |
|
|
Рис. 4.37 |
|
Таблица 4.37
Величина |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
13 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
F, Н |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
12 |
15 |
16 |
14 |
20 |
19 |
14 |
|
13 |
|
z, шт |
3 |
3 |
6 |
6 |
4 |
4 |
3 |
4 |
6 |
6 |
4 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a, ° |
90 |
45 |
90 |
45 |
0 |
90 |
45 |
0 |
90 |
45 |
90 |
0 |
|
45 |
|
Класс проч- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности мате- |
3,6 |
4,6 |
4,8 |
4,6 |
5,6 |
5,8 |
6,8 |
3,6 |
4,6 |
4,8 |
5,6 |
5,8 |
|
3,6 |
|
риала болта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При расчете принять: |
|
элементов d = 0,5d ; коэффициент |
|
|
|
||||||||||
1. Толщина |
соединяемых |
трения |
|||||||||||||
f= 0,15 ; коэффициент нагрузки K = 1,5.
2.Допускаемые напряжения [σ]р = σТ ×[n]; [n] = 2 ; [τ] = 0,5[σ]р .
3. Расчет вести в двух вариантах: ) болты поставлены с зазором; б) болты поставлены без зазоров.
Задача 4.1.42. Рассчитать болты, соединяющие крышку с цилиндрическим сосудом для сжатого воздуха(рис. 4.38). Давление воздуха в цилиндре по манометру p, наружный диаметр центрирующего выступа и внутренний диаметр прокладки D1 , а наружный диаметр крышки фланца цилиндра и прокладки D приведены в табл. 4.38. Недостающими данными задаться.
31 |
D1 |
р |
D0 |
D |
Рис. 4.38 |
Таблица 4.38 |
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r, МПа |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1 , мм |
340 |
350 |
360 |
370 |
380 |
390 |
400 |
410 |
420 |
430 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D, мм |
475 |
485 |
495 |
505 |
515 |
525 |
535 |
545 |
555 |
565 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z, шт |
6 |
8 |
10 |
6 |
8 |
10 |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4.1.43. Для соединения стального зубчатого колеса с валом выбрать тип стандартного шпоночного соединения и подобрать размеры шпонки. Диаметр вала d = 45 мм, длина ступицы колеса lст = 50 мм. Соединение передает момент T = 189,5 Нм.
Решение. 1. Для соединения вала с колесом принимаем призматическую шпонку со скругленными торцами.
2.По ГОСТ для диаметра валаd = 45 мм принимаем размеры сечения шпонки b = 14 мм, h = 9 мм. Глубина паза t1 = 5,5 мм.
3.Из стандартного ряда выбираем длину шпонкиl = 45 мм на 5 мм меньше, чем длина ступицы. Рабочая длина шпонки
lр = l - b = 45 -14 = 31 мм.
4. Для неподвижного соединения принимаем
[σ ]см =150 МПа.