идз 4

Министерство НАУКИ И ВЫСШЕГО образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Школа базовой инженерной подготовки

Отделение общетехнических дисциплин

РАСЧЁТ СВАРНОГО, ЗАКЛЁПОЧНОГО И БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Индивидуальное задание № 4

Вариант 40709

по дисциплине:

МЕХАНИКА

Исполнитель:
студент группы	5А38				29.11.2024
Руководитель:
преподаватель

Томск – 2024

1. Расчёт сварных швов

Определить длину фланговых швов соединения полосы с косынкой из стали из условия прочности F кН, ширина полосы b мм, выполненной из стали ст45. Сварка ручная электродом Э42. Толщина деталей δ мм.

Используя параметры, соответствующие индивидуальному варианту, необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему сварного соединения.

2. Определить допускаемые напряжения на срез сварного шва.

3. Определить длину флангового шва.

Исходные данные:

Рис. 1 – Схема выполнения сварного шва

Решение:

Определить допускаемые напряжения для соединяемых деталей:

Допускаемое напряжение среза шва:

Примем катет шва равным толщине пластины:

Из условия прочности на срез определить длину фланговых швов:

2. Расчёт заклепочного соединения

Проверить прочность изображенного заклепочного соединения, если F кН. Допускаемые напряжения на растяжение [σ]_р листов 140 МПа, на смятие [σ]_см 280 МПа, на срез [τ]_ср заклепок 100 МПа. Толщина листов δ_п, соединяемых встык деталей равна (мм), толщина накладок δ_н каждой равна (мм). Диаметр заклепок d мм, ширина листов b мм.

Используя параметры, соответствующие индивидуальному варианту, необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему заклепочного соединения.

2. Проверить прочность листа на растяжение в сечениях, ослабленных отверстиями.

3. Проверить прочность заклепок на срез.

4. Проверить прочность листов на смятие.

Исходные данные:

Рис. 2 – Схема расположения заклёпок

Решение:

Проверка прочности листа на растяжения в сечениях, ослабленных отверстиями:

Проверка прочности заклепок на срез:

z – число заклепок шва, на половине соединения;

Q – внешняя нагрузка, Н;

– площадь сечения стержня заклепки, мм²;

i – число плоскостей среза.

Проверка прочности листов на смятие:

n – число заклепок в ряду;

– площадь смятия, мм²;

– минимальная суммарная толщина листов, мм.

Рис. 2.1 – Эпюра

3. Расчёт болтового соединения

Подобрать болты для соединения крышки с цилиндрическим сосудом сжатого воздуха при следующих данных: давление сжатого воздуха в цилиндре р МПа, внутренний диаметр крышки D мм, число болтов z = 12, затяжка контролируемая. Материал болтов сталь 20, класс прочности болтов 4.6. Затяжка болтов контролируемая. Прокладка полиэтиленовая. Предел текучести [σ]_т для болтов класса прочности 4.6 принять равным 240 МПа.

Используя параметры соответствующие индивидуальному варианту, необходимо:

1. Вычертить в масштабе схему соединения.

2. Определить силу затяжки болтов.

3. Определить расчетный диаметр резьбы болта из условия прочности.

4. Принять стандартный диаметр болта согласно ГОСТ 24705—81.

Исходные данные:

Рис. 3 – Схема крепления крышки болтами

Решение:

Болты соединения считаем одинаково нагруженным. Внешняя нагрузка силы давления сжатого воздуха:

Сила, приходящаяся на один болт:

Из условия нераскрытия стыка, приняв К_зат = 3.6 (нагрузка постоянная), χ = 0,35 (соединение с упругой прокладкой):

Определим силу затяжки болтов:

Определим расчетный диаметр резьбы болта:

По ГОСТ 24705—81 принимаем М14, шаг резьбы – 0.75 мм. Для принятого болта М14 внутренний диаметр резьбы d1 = 13.188 мм. Болт М14 подходит, т. к.

Вывод: для обеспечения требуемого соединения крышки с цилиндрическим сосудом сжатого воздуха должен использоваться болт М14 по ГОСТ 24705—81.