Волкова Сборник задач по курсу Детали 2007
.pdf1) 4 мм; 2) 5 мм; 3) 6 мм; 4) 8 мм; 5) 12 мм; 6) 14 мм; 7) 16 мм;
8) 18 мм; 9) 20 мм; 10) 24 мм.
Задача 2.20. Определить предельные значения зазоров/натягов между шпонкой и пазом вала, шпонкой и пазом втулки по следующим данным:
Вариант |
Номинальная шири- |
|
Поле допуска |
|
|
|
на шпоночного паза, |
|
|
|
|
|
мм |
Шпонки |
Паза вала |
|
Паза втулки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
h9 |
H9 |
|
D10 |
2 |
6 |
h9 |
N9 |
|
Js9 |
3 |
16 |
h9 |
P9 |
|
P9 |
4 |
20 |
h9 |
N9 |
|
Js9 |
5 |
8 |
h9 |
H9 |
|
D10 |
6 |
4 |
h9 |
P9 |
|
P9 |
7 |
25 |
h9 |
N9 |
|
Js9 |
8 |
32 |
h9 |
H9 |
|
D10 |
9 |
14 |
h9 |
N9 |
|
Js9 |
10 |
10 |
h9 |
P9 |
|
P9 |
11 |
12 |
h9 |
H9 |
|
D10 |
12 |
5 |
h9 |
N9 |
|
P9 |
13 |
18 |
h9 |
P9 |
|
Js9 |
14 |
24 |
h9 |
N9 |
|
P9 |
15 |
28 |
h9 |
H9 |
|
D10 |
16 |
22 |
h9 |
P9 |
|
Js9 |
2.3. Оценка шероховатости поверхностей
Задача 2.21. Расшифровать обозначения шероховатости поверхности на приведенных чертежах:
Вариант |
Вид поверхности |
Вариант |
Вид поверхности |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
21
Вариант |
Вид поверхности |
Вариант |
Вид поверхности |
3 |
|
7 |
|
|
|
|
|
4 |
|
8 |
|
|
|
|
|
5 |
|
9 |
|
|
|
|
|
6 |
|
10 |
|
|
|
|
|
Задача 2.22. Указать шероховатость поверхности по в зависимости от вида обработки и обозначить на чертежах требования к шероховатости условными обозначениями (ГОСТ 2.309-73) с учетом условий, приведенных для каждого варианта:
Вариант |
Вид поверхности |
Направление |
Базовая |
Вид обработки |
|
|
|
неровностей |
длина, мм |
|
|
1 |
|
Перпендику- |
8 |
Точение |
обди- |
|
лярное |
рочное |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
Параллельное |
0,8 |
Фрезерование |
|
|
чистовое |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Кругообразное |
2,5 |
Точение |
торцов |
|
обдирочное |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
- |
0,25 |
Шлифование |
|
|
чистовое |
|
|||
|
|
|
|
|
|
5 |
|
Радиальное |
0,8 |
Шлифование |
|
|
торцов чистовое |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
22
Вариант |
Вид поверхности |
Направление |
Базовая |
Вид обработки |
|
|
неровностей |
длина, мм |
|
6 |
|
- |
8 |
Сверление |
|
|
|
|
|
7 |
|
Произвольное |
0,08 |
Притирка |
|
|
|
|
Протягивание |
8 |
|
Параллельное |
0,8 |
|
|
чистовое |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Строгание плос- |
9 |
|
- |
2,5 |
|
|
кости чистовое |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Развертывание |
10 |
|
- |
0,8 |
|
|
чистовое |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4. Расчет размерных цепей
Задача 2.23 (прямая). Определить допуски и отклонения размеров Б1, Б2, А2 (рис. 2.3), если предельные размеры замыкающего звена равны Б∆. Назначить размерам один квалитет точности.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Б1, мм |
23 |
16 |
6 |
10 |
17 |
40 |
Б2, мм |
21,5 |
15 |
5 |
6 |
16 |
36 |
А2, мм |
2 |
2 |
1,5 |
5,5 |
3,5 |
2 |
Б∆, мм |
0,5−+0,420,1 |
1−+0,480,2 |
0,5−+0,30,04 |
1,5−+0,280,3 |
2,5−+0,620,1 |
2−+0,40,2 |
Задача 2.24 (прямая). Определить на рис. 2.4 допуски и отклонения размеров А1 = 12 мм, А2 = А8 = А9 = 2 мм, А3 = 39 мм,
А4 = 17 мм, А5 = 5 мм, А6 = 7 мм, А7 = А10 = 11 мм, K1 = 2,25 мм, если размеры замыкающего звена А∆ = 0,25±0,1 мм.
Задача 2.25 (прямая). Определить на рис. 2.5 величину и предельные отклонения размера А∆, по заданным размерам А1 = А5,
А2 = А4, А3, А6.
23
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
А1, мм |
2H11 |
3H10 |
2,5H12 |
3H9 |
3,5H10 |
4H11 |
5H12 |
А2, мм |
5h11 |
6h10 |
5h12 |
7h9 |
8h10 |
9h11 |
11h12 |
А3, мм |
86,5h11 |
87,5h10 |
90h12 |
89,5h9 |
95h10 |
75,5h11 |
97,5h12 |
А6, мм |
100h11 |
103h10 |
103h12 |
108h9 |
116h10 |
99h11 |
127H12 |
Рис. 2.3 |
Рис. 2.4 |
Задача 2.26 (обратная). Определить на рис. 2.6 допуски и отклонения размеров А1 = 100 мм, А2 = 40 мм, А3 = 4,5 мм, А4 = 150 мм, А5 = 8 мм, если максимальный размер замыкающего звена А∆max = 1,25 мм, минимальный – А∆min = 0,5 мм. Назначить размерам один квалитет точности.
Рис. 2.5
Рис. 2.6
Задача 2.27. На плите (рис. 2.7) растачивают отверстия, расстояния между центрами которых А1±∆А1, А2±∆А2, А3±∆А3. Определить размер замыкающего звена А∆ и его предельные отклонения.
24
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
А1, мм |
40 |
45 |
35 |
30 |
50 |
55 |
60 |
65 |
80 |
90 |
∆А1, мм |
0,04 |
0,04 |
0,03 |
0,03 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,06 |
0,08 |
0,08 |
А2, мм |
80 |
90 |
60 |
50 |
90 |
90 |
90 |
100 |
100 |
100 |
∆А2, мм |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,07 |
0,09 |
0,09 |
А3, мм |
100 |
110 |
90 |
80 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
∆А3, мм |
0,06 |
0,07 |
0,05 |
0,05 |
0,08 |
0,08 |
0,09 |
0,09 |
0,1 |
0,1 |
Задача 2.28. Определить на рис. 2.8 допуск и предельные отклонения замыкающего звена А∆ = 50 мм, если расстояния между центрами отверстий А1 = А2 = А3 = А4 = А5 = 10±0,05 мм.
Рис. 2.8
Рис. 2.7
Задача 2.29. Определить на рис. 2.9 допуск и предельные отклонения размера А3 = 45 мм, если А1 = 60–0,15 мм, А2 = 10+0,1 мм, замы-
кающее звено А∆ = 5 +−0,10,3 мм.
Задача 2.30. Определить номинальное значение и предельные
отклонения для замыкающего звена ступенчатого валика (рис. 2.10), если А1 = 100–0,3 мм, А2 = 30–0,1 мм, А3 = 20+0,05 мм. Расчет произвести по методу «максимум-минимум» и теоретико-
вероятностным методом.
25
Рис. 2.9 |
Рис. 2.10 |
2.5. Допуски формы и расположения поверхностей
Задача 2.31. Расшифровать обозначения допусков формы и расположения поверхностей:
|
|
|
|
|
|
|
0,01/50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
// |
|
0,2 |
|
A |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
× |
|
T 0,2 |
|
|
A |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
A |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
AБ |
|
|
|
|
|
0,05/150 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выпуклость |
|
6 отв. 8 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
0,1 |
|
|
|
не допускается |
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
А Б |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сфера 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
A |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
// |
|
|
0,05 |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0,01/100 |
|
|
|
|
|
|
// |
|
|
0,1 |
|
|
А |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
4 отв. 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,04 |
|
|
А |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
А |
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2.32. На эскизе (рис. 2.11) прямозубой шестерни, выполненной за одно целое с валом, нанести обозначения необходимых допусков формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхностей.
Рис. 2.11
26
Задача 2.33. На эскизе (рис. 2.12) косозубого зубчатого колеса нанести обозначения необходимых допусков формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхностей.
Рис. 2.12
27
3. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Задача 3.1. Определить диаметр и число цилиндрических штифтов штифтового соединения (рис. 3.1) из расчета на прочность по напряжениям среза и смятия, если допускаемые напряжения равны, соответственно:
для материала штифтов: напряжение среза [τ]СР; смятия [σШТ]СМ; для материала листов напряжение смятия [σЛ]СМ.
Скрепляемые листы имеют толщину h1 и h2. Поперечная сила равна
P.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
[τ]СР, МПа |
180 |
100 |
80 |
90 |
110 |
120 |
170 |
160 |
140 |
150 |
[σШТ]СМ, МПа |
340 |
190 |
150 |
150 |
160 |
170 |
310 |
290 |
260 |
280 |
[σЛ]СМ, МПа |
240 |
160 |
170 |
160 |
80 |
110 |
130 |
200 |
300 |
220 |
h1, мм |
10 |
10 |
15 |
13 |
14 |
18 |
16 |
12 |
13 |
20 |
h2, мм |
20 |
15 |
20 |
14 |
16 |
22 |
19 |
18 |
17 |
25 |
P, кН |
0,8 |
0,9 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
Задача 3.2. Определить диаметр и число цилиндрических штифтов штифтового соединения (рис. 3.2) из расчета на прочность по напряжениям среза и смятия, если допускаемые напряжения равны соответственно:
для материала штифтов: среза [τ]СР; смятия [σШТ]СМ; смятия для материала листов: для листов 1 и 3 [σЛ13]СМ; для лис-
та 2 [σЛ2]СМ.
Скрепляемые листы имеют толщину h1, h2 и h3. Поперечная сила равна P.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
[τ]СР, МПа |
100 |
110 |
120 |
130 |
90 |
70 |
80 |
90 |
140 |
150 |
[σШТ]СМ, МПа |
160 |
170 |
170 |
200 |
150 |
120 |
130 |
140 |
220 |
230 |
[σЛ13]СМ, МПа |
80 |
90 |
100 |
110 |
70 |
50 |
70 |
80 |
110 |
130 |
[σЛ2]СМ, МПа |
90 |
100 |
90 |
120 |
80 |
60 |
60 |
70 |
120 |
100 |
h1, мм |
10 |
11 |
12 |
13 |
13 |
15 |
14 |
13 |
13 |
10 |
h2, мм |
20 |
25 |
30 |
28 |
32 |
34 |
26 |
20 |
20 |
25 |
h3, мм |
15 |
14 |
13 |
14 |
15 |
16 |
20 |
17 |
12 |
15 |
P, кН |
2,5 |
2 |
3,5 |
3 |
1,5 |
2 |
1 |
3,5 |
4 |
4,5 |
28
Рис. 3.1 |
Рис. 3.2 |
|
Задача 3.3. Крутящий момент МКР передается от вала диаметром d на втулку через призматическую шпонку. Соединение нормальное неподвижное ответственное. Длина втулки lВТ = 1,5d. Подобрать для шпонки (Шпонка b×h×l ГОСТ 23360-78) ширину b, высоту h и длину l. На основании расчета прочности определить, при каком значении коэффициента запаса прочности k (k > 1) допустимо применение шпоночного соединения. Допускаемые напряжения равны, соответственно:
напряжения для материала шпонки: смятия [σШП]СМ; среза
[τ]СР=0,6×[σШП]СМ;
напряжение смятия для материалов вала и втулки: [σВТ]СМ.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
МКР, Н×м |
1 |
3 |
5 |
10 |
25 |
60 |
150 |
300 |
350 |
450 |
d, мм |
7 |
9 |
11 |
14 |
18 |
24 |
32 |
40 |
46 |
52 |
[σШП]СМ, МПа |
90 |
100 |
80 |
110 |
140 |
130 |
120 |
140 |
130 |
100 |
[σВТ]СМ, МПа |
100 |
110 |
110 |
100 |
130 |
120 |
140 |
130 |
140 |
120 |
Задача 3.4. Для данных задачи 3.3 определить минимальную длину призматической шпонки, при которой шпоночное соединение будет работоспособным (Шпонка 2–b×h×l ГОСТ 23360-78). Коэффициент запаса прочности k = 2.
Задача 3.5. Определить длину l швов (рис. 3.3), крепящих швеллер (ГОСТ 8240-97), нагруженный на конце моментом M. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР = 84 МПа. Катеты швов: горизонтальных – K1, вертикального – K2.
29
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
M, кН×м |
0,24 |
0,22 |
0,2 |
0,26 |
0,18 |
0,15 |
0,12 |
0,1 |
0,3 |
0,27 |
Швеллер № |
20а |
18 |
16а |
22 |
14а |
12 |
10 |
8 |
27 |
24 |
K1, мм |
10 |
9 |
8 |
10 |
7 |
6 |
5 |
4 |
12 |
11 |
K2, мм |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
Задача 3.6. Определить длину l, l1, l2 швов, крепящих уголковый прокат толщиной d (ГОСТ 8509-93) к косынке (рис. 3.4), нагруженный поперечной силой P. Соединение равнопрочное. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР=84 МПа. Катет шва K.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
P, кН |
15 |
20 |
23 |
14 |
10 |
10 |
8 |
6 |
16 |
22 |
Профиль № |
10 |
12,5 |
14 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6,3 |
12,5 |
16 |
d, мм |
14 |
12 |
10 |
10 |
8 |
7 |
6 |
5 |
9 |
14 |
K, мм |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
6 |
9 |
Рис. 3.3 |
Рис. 3.4 |
Задача 3.7. Рассчитать длину флангового шва пластины, нагруженной поперечной силой P и моментом Mизг (рис. 3.5), при запасе прочности n. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР = 84 МПа. Катет шва K.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
P, кН |
10 |
5 |
4 |
6 |
20 |
7 |
9 |
12 |
8 |
15 |
MИЗГ, Н×м |
1 |
1,5 |
1 |
1 |
1,5 |
1 |
1,5 |
1 |
1 |
1,5 |
n |
2 |
1,5 |
1 |
2,5 |
2 |
3 |
1,5 |
2 |
1,5 |
2 |
К, мм |
5 |
4 |
3 |
6 |
10 |
7 |
5 |
8 |
5 |
10 |
30