Задача № 7

На стержень узла фермы, выполненный из равнобокого уголка 75х75х9, действует продольная сжимаю-щая силакН. Свободная длина стержням. Толщина косынкимм, число заклепок, диаметрмм. Материал стержня и заклепок – сталь Ст2. Отверстия сверленые. Допускаемое напряжение сжатияМПа. Проверить прочность соединения.

Решение

По ГОСТ 8509-93 площадь сечения уголка мм², см.

Для заданной конструкции коэффициент приведения длины . [3]

Гибкость стержня

;

коэффициент снижения допускаемого напряжения (см. табл. 1.4).

Проверяем стержень на сжатие с учетом опасности продольного изгиба

МПа < МПа.

Принимаем диаметр отверстия мм (см. табл. 1.3).

Проверяем стержень на прочность по сечению нетто

мм².

МПа.

Проверяем заклепки на срез

МПа < МПа.

Проверяем на смятие

МПа.

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 8

Проверить на срез и смятие заклепочное соединение. Число заклепок , диаметр отверстий под заклепкимм. Отверстия сверленые. Материал заклепок и пластин – сталь Ст2.

Решение

Расстояние до центра тяжести

мм.

Приводим силу к центру тяжести заклепочного соединения. Получим силу и момент в плоскости стыка

кН·м.

Действие силы и моментарассмотрим раздельно.

Считаем, что сила равномерно распределяется между заклепками. Тогда сила, действующая на одну заклепку

кН

Расстояние от центра тяжести до центра заклепок

мм.

Сила, действующая на каждую заклепку от действия момента

кН.

Суммарные силы, действующие на каждую заклепку, определим по правилу параллелограмма. Наибольшие силы, действуют на заклепки 3 и 4. Найдем их по теореме косинусов

.

Проверяем заклепки на срез и смятие

МПа (см. табл. 1.2);

МПа (см. табл. 1.2).

Ответ: условия прочности выполняются.

Задачи для самостоятельного решения по разделу 1.2

Задача № 1

Определить необходимое число заклепок для присоединения пластины толщиной мм к косынке. Расчетная силакН; отверстия под заклепки сверленые диаметроммм. Материал уголка и заклепок – сталь Ст3. Нагрузка статическая.

Ответ: .

Задача № 2

Проверить на прочность заклепочное соединение полосы и косынки при действии растягивающей силы. Нагрузка определяется прочностью полосы. Диаметр заклепокмм. Толщина косынкимм. Материал косынки, полосы и заклепок – сталь Ст2. Ширина полосымм. Число заклепок. Отверстия сверленые.

Ответ: условие прочности заклепок на срез не выполняется.

Задача № 3

Для нахлесточного соединения полосы толщиноймм и шириноймм с косынкой определить допускаемую нагрузку. Число заклепок. Материал полосы, косынки и заклепок – сталь Ст2. Отверстия под заклепки сверленые диаметроммм.

Ответ: кН.

Задача № 4

Для нахлесточного соединения полосы толщиноймм с косынкой определить ширину полосы и проверить соединение на прочность. Число заклепок. Соединение нагружено постоянной осевой силойкН. Материал полосы сталь Ст5, материал заклепок сталь Ст3. Отверстие под заклепки продавленные диаметроммм.

Ответ: мм, условие прочности заклепок на срез не выполняется.

Задача № 5

Проверить прочность заклепочного соединения, нагруженного силойН. Диаметр сверленых отверстий под заклепкимм,мм, ширина листовмм, толщина накладок и листовмм,мм. Материал заклепок В95А (МПа,МПа). Материал листов и накладок Д16А (МПа,МПа,МПа).

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 6

Подобрать количество заклепок для соединения 2-х листов при помощи одной накладки, нагруженной растягивающей силойН. Толщина соединяемых листов и накладкимм,мм; диаметр сверленых отверстий под заклепкимм, материал заклепок В95А (МПа;МПа). Материал листов и накладок Д16А (МПа;МПа;МПа).

Ответ: , соединение выдержит нагрузку.

Задача № 7

На равнополочный уголок 40х40х5, приклепанный к косынке, действует продольная растягивающая силакН. Толщина косынкимм. Диаметр заклепокмм. Число заклепок. Материал уголка и заклепок – сталь Ст3. Нагрузка статическая. Отверстия сверленые. Проверить соединение на прочность.

Ответ: условие прочности уголка не выполняется. Заклепки выдержат нагрузку.

Задача № 8

Из условия равнопрочности швеллера и заклепок определить требуемое число заклепок для крепления швеллера № 24 к косынке при действии продольной растягивающей силы. Заклепки диаметроммм расположены по три в ряду. Толщина косынкимм. Материал швеллера и заклепок – сталь Ст3.

Ответ: .

1.3. Резьбовые соединения

Геометрические параметры резьбы. В крепежных деталях (болтах, винтах, шпильках и гайках) применяется однозаходная треугольная метрическая резьба по ГОСТ 9150-2002 (рис. 1).

Рис. 1 Профиль метрической резьбы общего назначения

Основные геометрические параметры метрической резьбы:

- – наружный диаметр наружной резьбы;

- – внутренний диаметр наружной резьбы (по точке перехода боковой стороны к впадине);

- – средний диаметр наружной резьбы (ширина впадины равна толщине выступа);

- – внутренний диаметр по дну впадины наружной резьбы;

- ,и– соответственно наружный, внутренний и средний диаметры внутренней резьбы;

- – угол профиля,;

- Р – шаг резьбы;

- Н – высота исходного треугольника, ;

- – рабочая высота профиля,;

- – радиус впадины наружной резьбы,.

Стандартами предусмотрено производство крепежных деталей с крупным и мелким шагом (табл. 1.5). В качестве основной принята резьба с крупным шагом. Резьба с мелким шагом применяется при необходимости облегчения затяжки и стопорения соединения.

В условиях, где требуется повышенная усталостная прочность резьбовых соединений, необходимо применять метрическую резьбу с профилем MJ по ГОСТ 30892-2002. Профиль резьбы MJ является модификацией профиля метрической резьбы общего назначения (см. рис. 1) и отличается от него увеличенным диаметром внутренней резьбы и увеличенным дорадиусом закругления впадины наружной резьбы. В этой связи увеличились по сравнению с резьбой общего назначения диаметр по дну впадиныи внутренний диаметр наружной резьбы.

Таблица 1.5

Диаметры и шаги метрической резьбы крепежных изделий

(по ГОСТ 8724-2002)

Диаметр резьбы d, мм	Шаг резьбы Р, мм		Диаметр резьбы d, мм	Шаг резьбы Р, мм
	крупный	мелкий		крупный	мелкий
3	0,5	-	(18)	2,5	1,5
(3,5)	0,6	-	20	2,5	1,5
4	0,7	-	(22)	2,5	1,5
5	0,8	-	24	3	2
6	1	-	(27)	3	2
8	1,25	1	30	3,5	2
10	1,5	1,25	36	4	2
12	1,75	1,25	(39)	4	2
(14)	2	1,5	42	4,5	2
16	2	1,5	48	5	2