Задача №2

Рассчитать на прочность рукоятку съемника подшипника, если длина рукоятки , рукоятка изготовлена из стали.

Рисунок 6.2 – Эпюра изгибающих моментов

 

Рукоятка испытывает напряжение изгиба, условие прочности при этом определяется по формуле:

 

,

где  - изгибающий момент, Н·м;

,

где  - усилие, прикладываемое к рукоятке, Н;

 

 - момент сопротивления изгибу;

Для круглого сечения равен:

 

,

где  - диаметр стержня рукоятки, мм.

Далее необходимо определить коэффициент запаса прочности аналогично рассмотренному выше в Задаче №1.

 

 

Задача №3

Расчет шпоночных соединений.

Рассчитывают шпонку как наиболее слабую деталь соединения. Размеры стандартных шпонок подобраны из условия прочности на смятие, поэтому основным расчетом их является проверочный расчет на смятие.

Расчет призматической шпонки

Размеры сечений шпонки (ширину b и высоту h), глубину паза t₁ выбирают в зависимости от диаметра вала d.

Рисунок 6.3

 

Диаметр вала d, мм	Сечение шпонки			Глубина паза
	b	h	вала t1		ступицы t2
	Размеры, мм
Св. 22 до 30 Св. 30 до 38 Св. 38 до 44 Св. 44 до 50 Св. 50 до 58 Св. 58 до 65	8 10 12 14 16 18	7 8 8 9 10 11	4 5 5 5,5 6 7		3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4
Примечание: Длины шпонок выбирают из ряда: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, …, 500.

 

Длину шпонки конструктивно принимают на 5…10 мм меньше длины ступицы, согласовывая со стандартом и проверяют на смятие:

 

,

где  - окружная сила, передаваемая шпонкой, Н;

,

 - передаваемый крутящий момент, Н·мм;

 - площадь смятия, мм²;

,

 - рабочая длина шпонки, мм;

.

Если расчетное напряжение превышает допускаемое более чем на 5%, то применяют две шпонки, установленные под углом 180°. Постановка нескольких шпонок сильно ослабляет вал и ступицу, а также связана с технологическими затруднениями. В таких случаях шпонки заменяют шлицевыми соединениями.

 

Допускаемые напряжения смятия:

·        При спокойной нагрузке и стальной ступице 110…190 Н/мм²;

·        При спокойной нагрузке и чугунной ступице 70…100 Н/мм²;

·        При значительных колебаниях нагрузки напряжения следует снижать на 50%.

 

 

Задача №4

Расчет болтового соединения, нагруженного осевой силой.

Рисунок 6.4

 

В таком соединении болт испытывает срез и смятие.

Формулы проверочного и проектировочного расчетов болта на срез имеют следующий вид:

,

 

,

где      - внешняя сила, Н;

     - диаметр стержня болта, мм;

        - число плоскостей среза;

       - число болтов;

 - допускаемое напряжения на срез, МПа;

Далее необходимо определить коэффициент запаса прочности по формуле:

 

.