Д31 / ДЗ1 С-12

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Каф. РК-3

Домашнее задание № 1

РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Студентка: Усова В.В.

Группа: МТ8-52

Вариант: С12-99 (8)

Преподаватель: Палочкин С.В.

Дата предъявления:16.10.15

Дата зачета:

Подпись преподавателя:

-2015-

Содержание.

Задание……………………………………………………………....3

1. Определение диаметра винта и высоты гайки..………………..4

2. Определение длины воротка………………………………….....8

3. Построение эпюры силы и моментов по длине винта…………8

4. Определение катета сварного шва………………………………9

5. Расчёт штифтового соединения

для фиксации гайки в траверсе …………….………………….12

Литература ………………………………………………………...12

2

- 3 -

Решение

1. Определение диаметра винта и высоты гайки

1. Определяем , используя условие достаточной износостойкости резьбы ходового соединения (рис. 1).

Рис. 1

, , , ,

где Fa-осевая сила (связана с силой запрессовки Fa=Fвып), -средний диаметр,

-число витков резьбы винта в зацеплении с витками гайки , -коэффициент высоты гайки , -коэффициент высоты резьбы ([1], табл. 4.1.1 при назначении типа резьбы), [P] – допускаемое давление в витках резьбы передачи винт-гайка скольжения ([1], табл. 4.2.1)

5

Усилие связано с силой выпрессовки детали 3 (втулки )из корпуса 4 (рис. 2) и приводит к возникновению напряжений на боковых поверхностях витков резьбы.

Рис. 2

Пара трения (детали 10 и 2) изготовлены из бронзы и стали, поэтому согласно табл. 4.2 принимаем [P]=12 МПа. Для представленных в задании неразъемных гаек коэффициент высоты гайки лежит в пределах =1,2...2,5. Принимаем среднее

5значение , выберем по [1], табл. 4.1.1 после вычисления силы и назначения типа резьбы.

2. Определение осевой силы ,которую нужно приложить для выпрессовки втулки 3 из корпуса 4.

Необходимая сила прессования определяется:

,где -коэффициент трения при прессовании (из [1], табл. 5.1), - высота зоны контакта охватывающей и охватываемой деталей, - диаметр из условия =90мм,посадка , -контактное максимальное давление.

Значение коэффициента трения в соединении с натягом (сталь-бронза) при определении силы прессования принимаем равным 0,10.

3. Расчет параметров посадки с натягом.

По табл. 11 ГОСТ25346-89 для величина допуска в 7 квалитете составляет 35 мкм.

Построим поля допусков посадки (рис. 3), используя данные [2].

- 5 -

Рис. 3

Рассчитаем максимальный табличный натяг:

Вычислим максимальный расчетный натяг:

Вычисление максимального контактного давления :

,

где = и =,

,

,

где , , , , соответственно, для бронзы и чугуна [1].

,

- 6 -

4. Вычисление силы прессования:

5. Определение осевой силы

6. Проверяем условие пригодности посадки

, , ,

где - предел текучести Бр010Ф1, =140МПа , -предел текучести СЧ20 [1].

Следовательно, , т.е. условие пригодности посадки выполнено.

7. Так как сила достаточно большая ,назначаем упорную резьбу, принимаем , определяем диаметр резьбы:

,

Согласно ГОСТ10177-82 (Приложение 3 таблица 8) выбираем диаметр из условия

, Р=2, d=20 мм, , ,

Обозначение выбранной резьбы: ([1], табл. 3.5.2)

8. Проверка обеспечения условия самоторможения:

- приведенный угол трения, - коэффициент трения в резьбе, =0,1 [1], - угол подъема винтовой линии по среднему диаметру

-ход резьбы, для упорной резьбы

, , условие выполнено.

9. Высоту профиля витка резьбы рассчитываем как

9

Из условия износостойкости резьбы определяем рабочее число витков

где значение -сталь-бронза по [1], табл. 4.2 принимаем равным 12.

Округляем полученное значение до ближайшей большей целой величины и принимаем z=14. Тогда и проверяем значение коэффициента должно лежать в заданных пределах

10. Рассчитаем d головки винта , d торца винта равен ,

2. Определение длины воротка

Момент в резьбе:

где - сила, определенная в пункте 1.1. (=13734Н), -средний диаметр резьбы (см. п.1.1 =18,5мм), -приведенный угол трения =, - угол подъема винтовой линии, =.

Момент на торце винта:

,

где -коэффициент трения на торце (табл.3.3(1)) принимаем =0,15 (смазки нет), -приведенный диаметр на торце , ,

Момент завинчивания:

Длину воротка вычисляем как:

.

Принимая = 100Н, имеем

По таблице предпочтительных линейных размеров согласно [1], приложение 2.1 для 40 принимаем =280мм.

3. Построение эпюр силы и моментов вдоль длины винта

Используя данные раздела 2 работы, строим эпюры распределения осевых усилий и моментов вдоль оси винта (рис. 4).

10

Рис. 4

4. Определение катета сварного шва

Схема сварного соединения дана на рис. 5.

Рис. 5. Сварное соединение угловыми швами

Так как сварной шов обозначен ,то у нас тавровое угловое соединение.

, - допускаемое касательное напряжение сварного шва

12

-- коэффициент прочности сварного шва для автоматической сварки (по таблице 2.1), - предел текучести (для Стали 3 берем из таблицы 1.1 1)

,

, где (так как сварка автоматическая) ,- площадь сварного шва,

- катет сварного шва

так как (по нормам машиностроения),то принимаем k=3мм.

4.Исключив клеевое соединение деталей 9 и 10 ,выбираем в качестве варианта фиксации гайки 10 в траверсе 9 шпоночное соединение

Рис. 6 –Эскиз шпоночного соединения.

, в соответствии с ГОСТ 23360-78 (таблица 13) выбираем параметры шпонки : b=10 мм –ширина , h=8мм –высота ; глубина паза : для вала мм, для ступицы мм

Момент Т в соединении равен , глубина врезания шпонки в ступицу К=0,47h=0,47*8=3,76мм

Напряжение смятия определяется по формуле

13

, принимаем =150Мпа исходя из таблицы 6.1. требуемую рабочую длину шпонки находим по формуле , принимаем 280 мм, полная длина шпонки : =280+10=290мм.

14

Литература

1. Варламова Л.П., Тибанов В.П. «Методические указания к выполнению домашнего задания по разделу «Соединения» - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.

2. Атлас конструкций узлов и деталей машин / под ред. О.А. Ряховского - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.

15