7. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Задача 7.1. Рассчитать плоскую спиральную пружину, если внутренний радиус барабана – r0, минимальный крутящий момент на валике пружины – Мmin, рабочее число оборотов барабана – ψ, материал – сталь с модулем упругости E, смазка – касторовое масло с графитом.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
r0, мм |
21 |
20 |
22 |
19 |
20 |
21 |
22 |
20 |
19 |
21 |
Мmin, Н×м |
5 |
6 |
5 |
7 |
6 |
7 |
8 |
7 |
6 |
6 |
ψ |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
E, ГПа |
2,1 |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
2,2 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
2,1 |
Задача 7.2. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину сжатия, удерживающую люк сухой сборки реактора, если сила предварительной деформации – P1, сила рабочей деформации – P2, рабочий ход – h, наружный диаметр пружины – DН, скорость перемещения подвижного конца пружины – V0, число циклов до разрушения – N.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
P1, Н |
20 |
25 |
30 |
30 |
25 |
20 |
22 |
24 |
21 |
25 |
P2, Н |
80 |
100 |
120 |
120 |
100 |
80 |
88 |
96 |
80 |
90 |
h, мм |
30 |
35 |
40 |
35 |
30 |
40 |
35 |
30 |
40 |
35 |
DН, мм |
10-12 |
10-12 |
10-12 |
12-14 |
12-14 |
12-14 |
8-10 |
8-10 |
8-10 |
11-13 |
V0, м/с |
5 |
6 |
4 |
5 |
4 |
6 |
6 |
5 |
4 |
5 |
N, ×107 |
1 |
0,9 |
1,1 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,1 |
1 |
0,9 |
Задача 7.3. Рассчитать плоскую пружину, определив размеры ее сечения и деформацию, если один из ее концов жестко закреплен, максимальная нагрузка на другом конце – P, длина пружины – L0, материал – сталь 65Г, модуль упругости E = 21 ГПа, допускаемое напряжение изгиба [σ]ИЗГ = 700 МПа. Провести расчет для случая, когда один из концов пружины закреплен шарнирно неподвижно, другой – шарнирно подвижно, а нагрузка приложена в центре пружины.
56
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
P, Н |
10 |
15 |
5 |
8 |
12 |
15 |
10 |
5 |
8 |
12 |
L0, мм |
70 |
90 |
60 |
70 |
80 |
100 |
80 |
70 |
80 |
90 |
Задача 7.4. Рассчитать уплотнительное устройство к установке для измерения твердости материалов при высоких температурах (рис. 7.1), если рабочий ход индентора h = 5 мм, полная (максимальная) длина сильфона J = 50÷55 мм, испытание образца производится при вакууме p = 1÷10 мПа, нагрузка на инденторе P = 40 Н, наружный (максимальный) диаметр сильфона 2RН = 55 мм,
Задача 7.5. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину кручения, смонтированную в рамке (рис. 7.2), если внешняя нагрузка (пульсирующая), приложенная к рамке – Q, расстояние от точки приложения силы Q до оси вращения рамки – b, рабочий угол закручивания – ϕР, индекс пружины c = 12.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Q, Н |
20 |
15 |
10 |
25 |
20 |
15 |
20 |
10 |
25 |
15 |
b, мм |
40 |
50 |
30 |
35 |
45 |
40 |
35 |
40 |
30 |
45 |
a, мм |
10 |
10 |
8 |
8 |
15 |
12 |
8 |
15 |
9 |
12 |
ϕР, рад |
π/8 |
π/7 |
π/6 |
π/5 |
π/4 |
π/5 |
π/6 |
π/7 |
π/8 |
π/6 |
Рис. 7.1 |
Рис. 7.2 |
|
57
8.КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ, КОРПУСОВ И МЕХАНИЗМОВ
Задача 8.1. Разработать конструкцию сварной сборочной единицы взамен литой детали (рис. 8.1–8.20). Учесть требования технологичности сварного соединения.
1.Определить номенклатуру и количество деталей для сварной сборочной единицы.
2.Выбрать типы швов для сварки деталей ручной дуговой сваркой.
3.Выполнить чертежи всех деталей.
4.Выполнить сборочный чертеж сварной сборочной единицы и составить спецификацию.
Рис. 8.1
58
Рис. 8.2
59
Рис. 8.3
60
Рис. 8.4
Рис. 8.5
61
Рис. 8.6
62
Рис. 8.7
63
Рис. 8.8
64
Рис. 8.9
65
Рис. 8.10
66
Рис. 8.11
67
Рис. 8.12
68
Рис. 8.13
69
Рис. 8.14
70
Рис. 8.15
71
Рис. 8.16
72
Рис. 8.17
73
Рис. 8.18
Задача 8.2 (продолжение задачи 5.5). Для вала (задача 5.5, рис. 5.3) подобрать подшипники качения. Разработать конструкцию узлов крепления подшипников в корпусе и конструкцию уплотнительного узла конца вала, соединяемого с муфтой. Выполнить сборочный чертеж узлов крепления подшипников и уплотнительного узла.
Задача 8.3 (продолжение задач 4.3, 5.6 и 6.10). Для редуктора тележки координатного манипулятора с двухступенчатой кониче- ско-цилиндрической зубчатой передачей (4.3, 5.6 и 6.10, рис. 4.2) разработать конструкцию корпуса, при условии, что зубчатые колеса работают в масляной ванне. Конструкция корпуса должна обеспечить возможность замены отдельных деталей редуктора, а также масла.
74