Волкова Сборник задач по курсу Детали 2007

Задача 3.8. Для данных из задачи 3.7 рассчитать длину лобового шва пластины, нагруженной поперечной силой P и моментом Mизг (рис. 3.6), при запасе прочности n. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения: срез в сварном шве [τ]СР = 84 Мпа; для стали Ст.2 растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа. Катет шва K.

Задача 3.9. Рассчитать болты, соединяющие электродвигатель с подмоторной рамой (рис. 3.7). Расчет произвести для двух случаев: а) с чистыми болтами; б) с черными болтами. Данные для расчета:

усилие, действующее на электродвигатель F; угол направления силы α;

размеры основания a×b;

расстояние от осей болтов до кромок основания c; высота от основания до оси вала электродвигателя h; число болтов z = 4; материал болтов сталь – сталь Ст.3;

материал корпуса электродвигателя и рамы – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]СМ=120 МПа;

коэффициент трения f = 0,2.

Задача 3.10. Рассчитать болты для стягивания диска фрикционной муфты со ступицей (рис. 3.8). Расчет произвести для двух случаев: а) чистые болты; б) черные болты. Данные для расчета:

передаваемый крутящий момент MКР;

31

частота вращения n = 100 об/мин; посадочный диаметр наружный D; посадочный диаметр внутренний D1; толщина дисков муфты и ступицы δ;

допускаемое напряжение на растяжение/сжатие для материала дисков муфты и ступицы [σ]Р = 125 МПа;

число болтов z = 6; материал болтов – сталь Ст.3; коэффициент трения между диском и ступицей f = 0,2.

Рис. 3.8

Рис. 3.7

Задача 3.11. Произвести проверочный расчет болтов, соединяющих крышку с фланцем трубопровода высокого давления (рис. 3.9). Между крышкой и фланцем установлена упругая прокладка. Данные для расчета:

избыточное давление P; внутренний диаметр трубы DВН; толщина фланца l1;

толщина крышки l2; толщина прокладки l3; длина резьбы в пакете l4;

32

материал болтов, фланца и крышки – сталь 12Х18Н9Т, допускаемое напряжение [σ]Р = 250 МПа, Е = 200 ГПа; материал прокладки – фторопласт-4, Е = 0,38–0,45 ГПа;

число болтов с метрической резьбой z; диаметр отверстия под болт d0; размер гайки под ключ S.

Рис. 3.9

33

Задача 3.12. Рассчитать сварной разделительный сосуд к системе охлаждения кассет с препаратом 60Co для универсальной радиационной установки типа К-120000. Предельное давление – P; внешний диаметр – DВ, высота – H; материал – сталь 12Х18Н10Т, допускаемые напряжения [σ]Р = 125 МПа, [τ]СР = 75 МПа.

34

4. МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ И УСТАНОВОК

4.1. Зубчатые и червячные механизмы

Задача 4.1. Определить основные геометрические размеры приборной цилиндрической прямозубой шестерни стандартного эвольвентного профиля, если модуль равен m, а число зубьев – z.

Задача 4.2. Определить расчетный модуль и выбрать модуль из стандартного ряда, а также определить другие параметры прямозубых конических зубчатых колес (рис. 4.1), если число зубьев шестерни – z, передаточное отношение – u, внешний делительный диаметр шестерни – de, ширина венца колес – b. Допустима ли заданная ширина венца (b)?

Задача 4.3. Выбрать материал зубчатых колес, вид его термической обработки и определить основные размеры коническоцилиндрической зубчатой передачи тележки координатного манипулятора (рис. 4.2), если мощность на ведущем (входном) валу – N1, частота вращения ведущего вала – n1, частота вращения ведомого вала – n2. Передача реверсивная, работает в масляной ванне без толчков и ударов. Срок службы передачи – T.

35

Задача 4.10. Рассчитать двухступенчатый редуктор для периодического подъема и опускания тепловыделяющих элементов в ядерном реакторе. Быстроходной ступенью редуктора является коническая зубчатая передача; тихоходной ступенью – цилиндрическая зубчатая передача с внутренним зацеплением (рис. 4.5). Данные для расчета: мощность на входном валу – NВХ; частота вращения входного вала – n1, выходного – n3.

Рис. 4.5

4.2. Фрикционные механизмы

Задача 4.11. Определить усилие Q, которое должна развивать пружина лобового фрикционного вариатора (рис. 4.6). Крутящий момент на ролике – М2, диаметр ролика – d2, коэффициент трения – f, коэффициент запаса сцепления – β.

39

Задача 4.12. Определить максимальный момент М2, передаваемый фрикционным механизмом (рис. 4.7), если диаметр ведущего катка – D1, ширина катков – b, передаточное отношение механизма

– i, коэффициент трения – f, модуль упругости материала катков – E, допускаемое напряжение на смятие – [σ], коэффициент запаса сцепления – β.

Задача 4.13. Груз А, сила тяжести которого Q = 4000 Н, под действием силы P перемещается равномерно параллельно плоскости xx’ (рис. 4.8). Между плоскостями xx’ и yy’ вставлены катки B диаметром d = 200 мм. Коэффициент трения между плоскостью yy’ и катками f1 = 0,08, а между плоскостью xx’ и катками f2 = 0,06. Сила тяжести одного катка QК = 40 Н. Определить силу P, если скольжение катков по плоскостям отсутствует.

Задача 4.14. Определить величину силы P, под действием которой тележка со свинцовым домиком «Д» движется равномерно по горизонтальным рельсам xx’ (рис. 4.9). Сила тяжести тележки – Q; диаметр шипов осей колес – d; коэффициент трения скольжения в

40