5.3 Завдання для відпрацювання пропущених занять

Задається схема конструкції (рис 5.3), розміри, навантаження, жорсткість, допустиме дотичне напруження. Необхідно:

1) побудувати епюри крутних моментів і кутів закручування ( в долях і );

2) підібрати з умови міцності діаметр суцільного круглого перерізу і зовнішній діаметр трубчастого перерізу, для якого =α;

3) визначити відношення площ поперечних перерізів обох валів. Данні взяти з таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

№ ч/ч	М, кН·м							, МПа	α
1	3	2	1,5	2	3	4	6	80	0,9
2	4	1,5	1	3	6	1	2	70	0,85
3	5	1,5	2	6	1	4	2	60	0,8
4	6	1,2	2	5	2	7	1	50	0,75
5	2	1,3	1,5	4	3	6	2	40	0,7
6	3	2,5	1	5	4	1	6	45	0,65
7	4	1,6	0,5	2	7	1	5	55	0,6
8	7	0,5	1,5	4	2	3	6	65	0,55
9	8	0,6	1,0	8	6	2	3	75	0,5
10	6	1	0,8	5	1	3	7	85	0,4

Рисунок 5.3

Тема 6 Розрахунок болтових і заклепкових з’єднань

6.1 Основні теоретичні відомості

Розрахунок болтових і заклепкових з’єднань виконується з умови міцності на зріз і зминання.

З умови міцності на зріз:

де F – діюча зовнішня сила, яка рівномірно розподілена на n заклепок;

k – кількість зрізів заклепки;

А_ЗР – площа поперечного перерізу заклепки;

d – діаметр заклепки;

n – кількість заклепок з умови міцності на зріз.

З умови міцності на зминання:

де t – товщина з’єднуваних деталей;

n – кількість заклепок з умови міцності на зминання.

6.2 Приклади розв’язку задач

Задача 1

Болт діаметром d = 20 мм, який працює на розтяг, спирається головкою на лист (рис. 6.1).

Визначити допустиме значення сили [F] з умови міцності болта на розтяг, його головки діаметром D = 32мм і його висотою h = 12мм на зріз і опорної поверхні головки на зминання, якщо допустиме напруження на розтяг, зріз і зминання: [σ_Р] = 120 МПа, [τ] = 70МПа, [σ_ЗМ] = 170МПа.

Розв’язок:

Обчислимо площі перерізів, які працюють на розтяг, зріз і зминання. У розрахунок на розтяг ввійде площа поперечного перерізу болта:

Площа опорної поверхні головки, Рисунок 6.1 що працює на зминання, дорівнює:

Площа зрізу дорівнює площі бокової поверхні циліндра діаметром d і висотою h:

З умови міцності на розтяг, зминання і зріз маємо:

Звідси допустиме значення сили [F] = 37.7 кН.

Задача 2

Стик двох листів товщиною t = 16мм, перекритий двома накладками товщиною t₁ кожної, розтягується силами Р = 500кН (рис. 6.2). Знайти необхідну кількість n заклепок діаметром d = 20мм, ширину листа b товщину накладки t₁, якщо допустиме напруження: на розтяг [σ] = 160 МПа, на зріз [τ_ЗР] = 90МПа і на зминання [σ_ЗМ] = 320МПа.

Розв’язок:

Кожна заклепка має дві площини зрізу. Умова міцності заклепкового з’єднання на зріз запишеться так:

З умови міцності на зминання:

Отже приймаємо 9 заклепок з кожної сторони стику в три ряди по три заклепки в ряд (рис. 6.2).

Підбираємо площу поперечного перерізу листа з умови міцності на розтяг:

Робоча ширина листа:

Щоб знайти повну ширину листа, потрібно до робочої ширини додати ширину отворів 3d=6см, тоді b=19,5+6=25,5см. Цієї ширини достатньо для розміщення трьох заклепок (відстань між центрами заклепок приймаємо рівним 3d). Товщина t₁ кожної накладки повинна бути не меншою половини товщини листа. Приймаємо t₁ = 8мм.

Рисунок 6.2