Выполнение курсовой работы по разделу Детали машин

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Пример Найти параметры сварных швов кривошипа (рисунок 3.16), 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.

Решение. 1 Дополнительно принято: основной металл - сталь Ст 4 (σТ = 260 МПа); сварка ручная дуговая электродом Э42А; швы угловые с катетом k = δmin = 3 мм (фрагмент А рисунок 3.16).

2 Определяем допускаемое напряжение растяжения для основного металла, принимая для стали Ст 4  = 260 МПа ( таблицу А1) и  = 1,65 (см. п. 3)

 = 157,6 МПа.

3 Допускаемое касательное напряжение сварного шва (см. таблицу 3.11),


[τ '] = 0,65 ·[σР] = 0,65 ·157,6 = 102 МПа.

4 Расчету подлежит шов № 1, который по сравнению со швом  № 2 дополнительно нагружен изгибающим моментом М. Опасное сечение шва – сечение по биссектрисе прямого угла - представляет собой коническую поверхность, которую условно разворачивают на плоскость стыка свариваемых деталей. Выполняют приведение нагрузки (перенос F в центр тяжести расчетного сечения) и составляют расчетную схему (рисунок 3.17), на которой: F - центральная сила; М - изгибающий момент, Т - крутящий момент:

М = Fּl = 5000 ּ 200 = 1ּ 106 Нּмм;

Т = Fּa = 5000 ּ 300 = 1,5 ּ 106 Нּмм

В наиболее нагруженных зонах шва, удаленных от оси Х-Х на расстояние у, находят суммарное касательное напряжение и сравнивают с допускаемым, используя зависимость,

, (*)

где  - касательное напряжение при действии центральной сдвигающей силы ; при наличии центрирующего пояска  = 0;

* - касательное напряжение при действии вращающего момента Т,

= 2·1,5·106 / (3,14·1002·0,7·3) =

= 45,1 МПа;

*- касательное напряжение при действии изгибающего момента М ,

 =

 = 60,7 МПа.

Таким образом,

= 76,5 МПа < [τ '] = 102 МПа.

Статическая прочность угловых швов обеспечена.

6 Определим величину катета k проектным расчетом, преобразуя зависимость (*):

= 2,23 мм.

Принято k = 3 мм.

На главную