МГТУ им. Н.Э. Баумана

Кафедра РК-3 «Детали машин»







Домашнее задание № 1

«Расчет соединений»







Студент: Матросов Антон

Группа: СМ9-52



Преподаватель: Красавин Сергей Иванович

Дата предъявления:__________________



Дата зачета:____________________

Подпись преподавателя:__________



Москва, 2008 г.

1.1. Размер "c" накладок корпуса из условия прочности по изгибу.

  1. Определение допускаемых напряжений

σт = 220 МПа – для материала корпуса сталь Ст. 3

Sт = 2 – по условию

МПа

  1. σmax =

Mx = F∙l1момент

Опасное сечение:

Wx =

Jx =

ymax =

  1. σmax ≤ [σ]р

σmax = [σ]р, →

с = мм

Из ряда нормальных размеров принимаем с = 75 мм. Тогда 0,8c = 60 мм.


1.2. Диаметр d винта и высота Hг гайки

  1. dсредний диаметр винта

Fa – осевая сила, Fa = F = 4000 Н – по условию

ψH – коэффициент высоты гайки. Примем ψH = 1,8

ψh – коэффициент высоты резьбы. Выбираем трапецеидальную резьбу, для которой ψh = 0,5

[p] – допускаемое давление. Для пары сталь-бронза [p] = 9 МПа.

d2 мм

Из ГОСТ 24737-81 выбираем d = 16 мм и шаг P = 4 мм.

Для этой резьбы: средний диаметр d2 = 14 мм

внутренний диаметр d1 = 11,5 мм

Площадь сечения по внутреннему диаметру: A1 = мм2

  1. Найдем высоту гайки

Hг = ψH∙d2 = 1,8∙14 = 25,2 мм

Из ряда нормальных размеров принимаем Hг = 28 мм.

  1. Проверка условия самоторможения (ψ < φ′)

φ′ = arctg f

f′ − приведенный коэффициент трения, f, где

f – коэффициент трения в резьбе, для передачи винт-гайка f = 0,1

α – угол профиля резьбы, для трапецеидальной резьбы α = 30°

, т.е. условие самоторможения выполняется.

  1. Проверка условия прочности

Т.к. винт нагружен внешней нагрузкой, а затяжка при этом в винте отсутствует, то расчет ведем по формуле:

[σ]р

[σ]р = МПа (т.к. винт изготовлен из стали 45 улучшенной, то σт = 650 МПа)

σр = МПа

σр ≤ [σ]р, т.е. условие прочности выполняется.

  1. Проверка условия гибкости (σсж ≤ φ∙[σ]сж)

σсж ≤ φ∙[σ]сж

мм

Lр = lmax + мм – расчетная длина сжатого участка

По таблице гибкостей и коэффициентов понижения напряжения, имеем

φ = 0,6

σсж МПа

φ∙[σ]сж = φ МПа

σсж ≤ φ∙[σ]сж, т.е. винт удовлетворяет условию гибкости


1.3. Длина рукоятки lрук

  1. Момент на торце

Fa – осевая сила, Fa = F = 4000 Н

f – коэффициент трения на торце винта, f = 0,2

dт – диаметр винта на торце, dт0,8d (по условию), dт = 0,8∙16 = 12,8 мм

Tт = 4000∙0,2∙ Н∙мм

  1. Момент в резьбе

Tр = Н∙мм

  1. Момент завинчивания

Tзав = Tт + Tр = 5120 + 5485 = 10605 Н∙мм

  1. При усилии рабочего Fраб = 100 Н имеем

мм

Из ряда нормальных размеров принимаем lрук = 110 мм.

  1. Диаметр рукоятки из условия ее прочности по изгибу

За материал рукоятки примем сталь 45, для которой σт = 360 МПа

[σ]и = МПа

D1,2d + 12 мм (по условию), D = 1,2∙16 + 12 = 31,2 мм

мм

Из ряда нормальных размеров принимаем dрук = 10 мм.

2.1. Проверка прочности клеевого соединения

В клеевом соединении напряжения возникнут только от момента

МПа

[τ]сдв = 16 МПа

τт ≤ [τ]сдв, т.е клеевое соединение очень прочное


2.2. Проверка на прочность сварного соединения

  1. Сварное соединение выполнено внахлестку, швы угловые.

  2. Опасное сечение

  3. Определим положение центра тяжести сечения:

Sy – статический момент инерции

A – площадь всего сечения

мм3