Выполнение курсовой работы по разделу Детали машин

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Расчет ведут в следующем порядке.

1) Выбирают способ сварки (ручная электродуговая, автоматическая и т.д.) или назначают согласно заданию.

2) Принимают (или назначают согласно заданию) тип электрода и материал, свариваемых деталей. Для дуговой сварки применяют электроды с различной обмазкой, или покрытием, обеспечивающим устойчивое горение дуги и защиту материала шва от вредного воздействия окружающей среды. Для сварки конструкционных сталей применяют электроды: Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А и др. Число после буквы Э, умноженное на 10, обозначает минимальное значение временного сопротивления металла шва, измеряемого в МПа. Буква А обозначает повышенное качество электрода, обеспечивающее получение более высоких пластических свойств металла шва.

3) Определяют допускаемые напряжения для основного материала и материала сварного шва.

Допускаемые напряжения растяжения основного металла

[s Р] = sТ  / [s], (3.1)

где sТ - предел текучести основного металла (таблица А1); [s] – допускаемый коэффициент запаса прочности ([s] = 1,2... 1,8 для низкоуглеродистых и [s] = 1,5... 2,2 для низколегированных сталей) - большее значение при грубых расчетах; если разрушение сопряжено с тяжелыми последствиями, то значение [s] повышают в 1,5... 2 раза.

 Допускаемые напряжения для сварных швов [s¢ ] при статической нагрузке задают в долях от допускаемого напряжения [s Р] на растяжение основного металла (таблица 3.11)

Таблица 3.11

Вид технологического процесса сварки

Допускаемые напряжения в швах при

растяжении [s¢Р]

сжатии

[s¢СЖ]

срезе

[t¢ ]

Автоматическая под флюсом, ручная электродами Э42А и Э50А, контактная стыковая

[s Р]

[s Р]

0,65·[s Р]

Ручная дуговая электродами Э42 и Э50, газовая сварка

0,9·[s Р]

[s Р]

0,6·[s Р]

В случае если сваривают детали с различными механическими свойствами, то расчет допускаемых напряжений ведется для материала, обладающего наименьшим значением предела текучести.

4) Составляют расчетную схему соединения, приведя её к схемам, изложенным в конспекте лекций [1, с. 126… 129] или в [2, с. 69… 79].

Внешние силы, действующие на соединение, следует перенести в центр тяжести сварного шва в соответствии с правилами теоретической механики, при этом силы, действующие под углом к плоскости сварных швов, необходимо разложить на перпендикулярные составляющие (рисунок 3.11).

При переносе силы F1 параллельно себе появляется дополнительно момент пары сил равный

 M = F1 × l .

При переносе силы F2 вдоль линии действия никаких дополнительных сил и моментов не возникает.

В задаче 8 усилие от каната приложено к барабану несимметрично по отношению к стойкам, поэтому и силы действующие на сварные швы (R 1 и R 2 ) будут различны. Для их определения следует составить уравнения равновесия относительно опор 1 и 2 – стоек (рисунок 3.12)

В задаче 10 следует из условия равновесия колеса относительно оси вращения

определить усилия Fi , вызывающие срез швов на соответствующих диаметрах Di .

Примеры расчетных схем для задач 1, 2, 3, 4, 6, 7,9 показаны на рисунке 3.13.


5) Назначают катет шва. В большинстве случаев k = d min , где dmin - меньшая из толщин свариваемых деталей. По условиям технологии k ³ 3 мм, если d min ³ 3 мм. Максимальная величина катета не ограничивается, однако швы с k >20 мм используются редко.

6) Определяют действующие напряжения отдельно для каждого силового фактора (силы, момента). Складывая напряжения, учитывают их направление (если направление векторов совпадает, то их складывают алгебраически, если векторы перпендикулярны, то их складывают геометрически).

7) При проектировании сварных швов обычно из условия прочности определяют их длину. Принимая при этом, что длина фланговых швов обычно не больше 50 k, лобовые швы могут иметь любую длину. Минимальная длина углового шва l min составляет 30 мм, что перекрывает дефекты сварных швов – непровар в начале и кратер в конце.

Пример Рассчитать лобовой шов, соединяющий два листа толщиной d = 8 мм из стали Ст 3, если F = 100 кН, Сварка ручная электродом Э42.

Пример Найти параметры сварных швов кривошипа, нагруженного постоянной силой F = 5 кН и имеющего размеры d = 100 мм; l = 200 мм; а = 300 мм; δmin =3 мм при условии, что прочность основного металла обеспечена.

СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ И ЗАКЛЕПОЧНЫЕ

Заклепочные соединения. Последовательность расчета

Пример Косозубое цилиндрическое колесо передает на вал номинальный вращающий момент Т = 400 Н м. На зубья колеса действуют силы: окружная Ft = 4000 H; радиальная Fr, =1500 H и осевая Fa = 1000 Н; точка приложения этих сил расположена в середине зубчатого венца колеса на диаметре . Размеры деталей соединения даны на рисунке 4.11. Материал колеса и вала: сталь 40Х, термообработка - улучшение, твердость поверхности 240... 260 НВ, пределы текучести  = 650 МПа. Сборка осуществляется запрессовкой. Требуется подобрать стандартную посадку для передачи заданной нагрузки.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Пример Стальные полосы, растянутые силой F = 2,8 кН, крепятся с помощью двух болтов, выполненных из стали Cталь 20. Определить диаметр болтов. Нагрузка постоянная.

ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Выбрать по стандарту призматическую шпонку для соединения шестерни с валом d = 55 мм. Материал шестерни - Сталь 40Х, материал шпонки - Сталь 45, длина ступицы l СТ = 72 мм, передаваемый момент T = 500 Н·м при постоянной реверсивной нагрузке.

ПЕРЕДАЧА ВИНТ- ГАЙКА

Рассчитать основные параметры ручного домкрата грузоподъемностью Q = 50 кН. Длина винта l0 = 500 мм, его материал - сталь 45, материал гайки - серый чугун СЧ18. Резьба трапецеидальная.

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНОГО МЕХАНИЗМА

МУФТЫ ПРИВОДОВ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к курсовому проекту по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Муфты постоянные, глухие

Фрикционные муфты широко применяются в транспортном, дорожном, сельскохозяйственном и других видах машиностроения.

Муфты комбинированные Конструкция комбинированных муфт состоит из двух частей. Одна из них – это наиболее распространенная упругая компенсирующая муфта (втулочно-пальцевая или с торообразной оболочкой). Другой частью является предохранительная муфта, которая может быть с разрушающимся элементом или фрикционной многодисковой. Компенсирующая муфта обеспечивает компенсацию несоосности двух соединяемых валов, а соосная предохранительная часть выполняет защитную функцию, автоматически отключая привод при перегрузках.

Основные понятия и показатели надежности

Критерии работоспособности и расчета деталей Критерии работоспособности: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость.

Общие вопросы проектирования Проектировочным расчетом называют определение основных размеров детали при выбранном материале и по формулам, соответствующим главному критерию работоспособности (прочности, жесткости, износостойкости и др.). Этот расчет применяют в тех случаях, когда размеры конструкции заранее не известны. Проектировочные расчеты являются упрощенными, их выполняют как предварительные.

На главную