Рефераты, контрольные, курсовые, дипломы в Плавске и по всей России

  • Наши услуги и цены
  • Контакты
  • Каталог готовых работ
  • Бесплатные студенческие работы
  • Поиск
  • Для рекламодателей
  • Наши услуги и цены
  • Контакты
  • Каталог готовых работ
  • Бесплатные студенческие работы
  • Поиск
  • Для рекламодателей
Наша группа ВКонтакте и ОТЗЫВЫ Нюрнбергский процесс
Главная БЕСПЛАТНО

Соединения деталей машин

Практическая контрольная работа

Сигаев

Техническое задание №1. Расчет сварных швов и болтовых соединений его опорной плиты с фундаментом.

Исходные данные: Рмах = 7,5 кН; α = 150°; Н = 350 мм; S = 12мм; материал кронштейна – Ст3; ручная электродуговая сварка; электроды МР-3.

1.     Характеристика и анализ основных параметров соединений.

1.1.         Общая характеристика. Соединения по принципу возможности разборки разделяются на неразъемные, которые нельзя разбирать без разрушения или повреждения, и разъёмные, позволяющие повторную сборку и разборку. Неразъемные: сварные, паяные, клеевые, клепаные, соединения с натягом, вальцованные. Разъемные: резьбовые, клиновые, шлицевые, шпоночные, шлицевые, профильные.

1.2.         Характеристика сварных соединений. Разделяются по типам дуговой сварки: автоматическая под флюсом, механическая под флюсом, ручная. Виды соединений сваркой: стыковые, нахлестные, тавровые. Достоинства: герметичность и плотность, возможность автоматизации, невысокая стоимость, возможность получения изделий больших размеров. Недостатки: местный пвап, который вызывает изменение свойств материала, невысокая прочность при переменных режимах, невысокое количество шва ручной сварки, трудность контроля качества сварного шва.

1.3.         Характеристика резьбовых соединений. Классификация: по форме поверхности – цилиндрические и конические; по форме профиля резьбы – треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, круглые; по направлению винтовых линий – правые и левые; по назначению -  крепежные, крепёжно-уплотняющие, для преобразования движения. Достоинства: простота, технологичность конструкции, малые габариты, удобство в эксплуатации, возможность разборки и сборки, высокая нелрусрчная способность, взаимозаменяемость. Недостатки: сравнительно большие размеры, резьба является концентратором напряжения, что снижает ее прочность, особенно при переменных нагрузках.

2.     Расчет болтовых соединений.

2.1.         Расчетная схема и тосры напряжений.

Q = P · cos30° = 7.5 · 0.868 = 6.5 кН

N = P · sin30° = 7.5 · 0.5 = 3.75 кН

         Размеры по заданию:

Н = 350 мм                   S = 12 мм

l = 1.1 · H = 385 мм     а = Н = 350 мм

L = l + 40 = 385 + 40 = 425 мм

в = 6S = 6 · 12 = 72 мм

В = в + 40 = 72 + 40 = 112 мм       к = 12

2.2.         Усилия, действующие на болты. Осевое усилие, приходящееся на каждый болт от растягивающего усилия N

FN = N/n =  = 0.94кН = 940 Н

Осевое усилие F1м, приходящееся на наиболее нагруженный болт от опрокидывающего момента Т

         F1м = ,

где    l1 = l/2 – расстояние болта от оси хх

         l1 = l2 = l2 – l4 = 385/2 = 192.5 мм

                   F1м =  = 2952 H

         Суммарное осевое усилие F1 = FN + F1м = 940 + 2952 = 3892 Н

         Для того, чтобы не допустить момент разгрузки стыка под кромкой II, расчетное усилие

 F1расч = αF1,

где    α = (1,3…2,5), принимаем α = 2

         F1расч = 2 · 3892 = 7784 Н.

2.3.         Внутренний диаметр резьбы болтов.

d1 ≥ ,

где     – допускаемое напряжение, принимаем для болтов Ст3 δт = 260 Мпа

         [δ]р = δF/(ST)  [ST] = 3    = 260/3 = 87 Мпа

                  dp =  = 12.7 мм

         Принимаем резьбу М 14х2, d2 = 12.701 мм    d1 = 11.835 мм

2.4.         Проверка расчета. Проверяем остаточные напряжения под левой и правой кромками плиты (условия нераскрытия и прочности стыка)

δII = -δ3 + δp + δn ≤ 0

δI = -|δ3 + δp - δn| ≤ [q]

[q] = 2 Мпа – допускаемое давление на основание для кирпичной кладки.

Напряжение в стыке от предварительной затяжки всех болтов

         δ3 = ,

где    F13ат = F1расч – кF1 – усилие предварительной затяжки одного болта

         к – коэффициент относительной жесткости к = 0,2

F1 = 3892 H – суммарное усилие, приходящееся на наиболее нагруженный болт

                   F13ат = 7784 – 0,2 * 3892 = 7005 Н

         А – опорная площадь плиты А = L · B = 425 · 112

                   δ3 =  = 0.699 Мпа

         Напряжение изгиба от момента Т

                   δn = ± ,

где    W =  – момент сопротивления изгиба опорной площади плиты.

                  δn = ±  = 0.68 Мпа

         Напряжения растяжения от усилия N

                   δp = N/A = = 0.078 Мпа

         Остаточное напряжение под правой кромкой

                   δII = - 0.699 + 0.078 + 0.61 = -0.01 < 0

         Остаточное напряжение под левой кромкой

                   δI = |- 0.699 + 0.078 + 0.68| = 1,3 < [q] = 2

         Условия нераскрытия и цельности стыка выполняются. Поперечное усилие Q, действующее на опору, воспринимается за счет сил трения и должно выполняться условие

(δ3 – δр) · А · f ≥ Q,

где    f – коэффициент трения, принимаем f = 0.3

         (0.699 – 0.078) · 112 · 425 · 0.3 = 8867 > Q = 6500 H

         Условие выполняется.

3.     Расчет сварного соединения. Расчетная схема в п. 2.1. Допускаемое напряжение основного металла [δ]р при растяжении [δ]р = δт/sт

Для ст3 δт = 220 Мпа. Sτ = 1,5 – коэффициент запаса прочности.

      [δ]р = 220/1,5 = 147 Мпа

Допускаемое напряжение при срезе и растяжении сварного шва [δ]`р = [δ]р = 147 Мпа. [τ]`ср = 0,65 [δ]р = 0,65 · 147 = 95 Мпа

Определяем напряжение при четырех швах (n = 4)

         δn = M/W,

где    М = Q (H – б) – изгибающий момент.

                   М = 500 (350 – 12) · 10-3 = 2197 Нм.

         W – момент сопротивления изгибу

                   W =  = 830060 мм2

                   δn =  = 2.65 Мпа

         От растягивающей силы δF = F/A  F = N = 3750 H

                  A = 0.7 · 12 · 350 · 4 = 11760 мм2

                   δF = 3750/11760 = 0.32 Мпа

         От сдвигающей силы τQ = Q/A = 6500/11760 = 0.55 Мпа. Полное напряжение по пятой теории прочности

                   δпр =  ≤ [δ]`р

                   δпр =  = 3,12Мпа < [δ]`р = 147 Мпа.

 

Техническое задание №4. Расчет клиноременной передачи.

1.     Исходные данные: мощность Р1 = 5 кВт, число оборотов n1 = 1600 об/мин, передаточное число u = 2,25, срок службы привода L = 12000 ч., конструируемый шкив – ведомый, режим работы – легкий, число смен – 3. Схема передачи.

1.     Ведущий шкив

2.     Ведомый шкив

3.     Ремень

2.     Характеристика ременной передачи. Основное назначение – передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмом, как правило, с понижением частоты вращения и повышением вращающего момента. По форме сечения ремни различаются на плоские, клиновые, поликлиновые, круглые, квадратные. Достоинства: возможность передачи движения на значительные расстояния, возможность работы с высокими скоростями, плавность, малошумность, предохранение механизмов от разных колебаний нагрузки, простота конструкции, отсутствие смазочных систем, малая стоимость. Недостатки: значительные габариты, значительные силы, действующие на валы и опоры, непостоянство передаточного отношения, малая долговечность ремней в быстроходных передачах, необходимость защиты ремня от попадания масла.

3.      Расчет ременной передачи.

3.1.         Выбор сечения ремня. Для заданных Р1 = 5 кВт, n1 = 1600об/мин по графику (2, рис. 11) подходит ремень сечением Б с размерами Wp = 140 мм       W = 17 мм То = 10,5 мм      А = 138 мм2        dmin = 125 мм.

3.2.         Определение диаметров шкивов. С целью увеличения рабочего ресурса работы передачи принимаем d1 > dmin из стандартного ряда принимаем d1 = 140 мм (2 табл 2)

d2 = d1 · u = 140 · 2.25 = 315 мм

Принимаем стандартное значение d2 = 315 мм.

С учетом коэффициента относительного скольжения Е = 0,01

         Uуточн =  = 2.27

Отключение ∆U =  = 0.9% < 5%.

3.3.         Межосевое расстояние.

Qmin = 0.55 (d1 + d2) + To = 0.55 (140 + 315) + 10.5 = 261 мм.

Qmax = d1 + d2 = 140 + 315 = 455 мм

Принимаем промежуточное значение Q = 360 мм.

3.4.         Определение расчетной длины ремня.

L`p = 2 · a + 0.5 π (d1 + d2) +

                             Принимаем стандартное значение Lp = 1400 мм (2, табл 1).

3.5.         Уточнение межосевого расстояния

                    ауточ = 0,25[(Lp – w) + ],

где                        W = 0.5 π (d1 + d2) = 0.5π (140 + 315) = 714 мм

                             у =  = 7656 мм2

                             ауточ = 0,25 [(1400 – 714) + ] = 331

                             Принимаем ауточ = 330 мм.

3.6.         Для установки и замены ремней предусматриваем возможность уменьшения а на 3%, т. е. 0,03 · 330 = 9,9 мм. Для компенсации удлинения ремней во время эксплуатации предусматриваем возможность увеличения а на 5,5%, т. е. 0,055 · 330 = 18,15 мм.

3.7.         Определение угла обхвата ремнями ведущего шкива.

                             α1 = 180° - 57°  = 150°.

3.8.         Для определения числа ремней определяем коэффициенты:

угла обхвата сα = 0,91 (2 табл 6)

длины ремня сL = 0,9 (2, табл 8)

режима работы ср = 1,4 (2, табл 10)

числа ремней сZ = 0,95 (2 табл 4), принимаем ориентировочно Z = 2…3.

По таблице 9 находим номинальную мощность Ро = 3,37 кВт, передаваемую одним ремнем с расчетной длинной Lp = 2240 мм при d1 = 140 мм, U = 2.27 и n1 = 1600 об/мин. Расчетная мощность, передаваемая одним ремнем

                    Рр = Ро  = 1.97 кВт

Число ремней

                    Z =  = 2.67

Принимаем Z = 3

3.9.         Окружная скорость ремней.

                    V =  = 10.25 м/с.

Начальное натяжение каждой ветви одного ремня

So =  = 195 H,

где                        Q = 0,18 – коэффициент центробежных сил (2 табл 11).

Силы, действующие на валы и опоры

                    Fτ = F1 = F2 = 2 So  Z sin α/2 = 2 · 195 · 3 · sin 15/2 = 940 H.

3.10.    Средний рабочий ресурс принятых ремней

                                      Тср рем = Тср · к1 · к2 = 2000 · 2,5 · 1 = 5000 ч.,

где                        Тср = 2000 ч. – ресурс работы ремней по ГОСТ 1284.2-89

                             к1 – коэффициент для легкого ремня к1 = 2,5

                             к2 – коэффициент климатических условий к2 = 1

3.11.    Суммируем число ремней ZƩ, необходимое на весь срок службы привода Lпр = 12000 ч.

                    ZƩ = Z ·  = 3 · 12000/5000 ≈ 8 шт.

3.12.    По результатам расчета принят ремень Б – 1400Ш ГОСТ 1284.1-80 – ГОСТ 1284.3-80

3.13.    Конструирование ведомого шкива. Для ремня сечением Б из табл 12 (2) размеры профиля канавок шкива: f = 12.5 мм, е = 19 мм, lp = 14 мм, h = 11 мм, в* - 4,2 мм. Ширина шкива

                    М = (n – 1) l + 2f = (3 – 1) · 19 + 2  · 12,5 = 63 мм.

Расчетный диаметр dp = d2 = 315 мм.

Наружный диаметр шкива de = dp + 2 · в* = 315 + 2 · 4,2 = 323,4 мм принимаем для шкива чугун С420 ГОСТ 1412-85. Толщина обода

                    δ = (1,1 ÷ 1,3) h = (1.1 ÷ 1.3) · 11 = 12.1 ÷ 14.3 мм. Принимаем δ = 14 мм.

Внутренний диаметр шкива

Do = dp -2h - 2δ = 315 – 2 · 11 – 2 · 14 = 265 мм.

Вращающий момент на валу

                    Т = 9550 р/n = 9550 · 5/1400 = 34 Нм

Диаметр вала

                    dв ≥ (7…8)  = 22,4 ÷ 25,6.

Принимаем dв = 30 мм.

Принимаем шпонку 10 х 8 х 63    t1 = 5 мм t2 = 3.3 мм.

 

 

 

 

 

 

Техническое задание №7. Расчет механизма винтового домкрата. Исходные данные: грузоподъемность Р = 50 кН, высота подъема Н = 400 мм. Материал: рукоятки Ст5, винты Ст3, гайки бронза БРАЖ 9-4, резьба – упорная.

1.     Схема механизма и эпюры сил  и крутящие моменты.

2.     Расчет механизма.

2.1.         Средний диаметр резьбы

               d2 ≥ ,

где                        Fa = P = 50 кН,

                    [р] = 10 Мпа – допускаемое давление на рабочие поверхности резьбы для стали по бронзе

Ψh = H1/p – коэффициент рабочей высоты профиля резьбы по ГОСТ 9484 для упорной резьбы ψh = 0.75

Ψн = Нг/d2 = (1.2 ÷ 2.5); Hг – высота гайки.

Принимаем ψн = 2,0

                    d2 =  = 32.58 мм

Принимаем стандартную резьбу УП 34 х 10  h1 = 8.678 мм      h = 7.5 мм  d1 = 30.625 мм             d = 37.375 мм    d2 = 34 мм

Высота гайки Нг = d2 · ψн = 34 · 2 = 68 мм.

Число витков гайки Zв = Нг/р = 68/10 = 6,8 < Zв мах = 10.

2.2.         Построение эпюр силовых факторов. Fa = P = 50000 кН

Угол подъема резьбы

                    Ψ = arctg  = arctg0.0936 = 5.4°

Приведенный коэффициент при коэффициенте трения f = 0.1 (сталь – бронза)

                    f` = tgα` = f/cosα/2 = 0.1/cos30/2 = 0.104

                    φ` = arctg0.104 = 5.9°

Крутящий момент в винтовой паре

Те = Fe tg(ψ + φ`) d2/2 = 50000 tg(5.4° + 5.9°) · 34/2 · 10-3 = 169 Нм

При φ` > ψ – винтовая пара самотормозящая.

Вращающий момент Тт, необходимый для преодоления сил трения на торцевой поверхности винта

                    Тт = Ра · а - γn/2,

где    Dп – приведенный диаметр опорных торцевых поверхностей, условия принимаем Dп = 50 мм.

         f = 0.1 – коэффициент трения и скольжения

                             Тт = 50000 · 0,1 · 0,05/2 = 125 Нм.

         Момент Тк, приложенный к рукоятке

         Тк = Тт + Тв = 125 + 169 = 294 Нм.

2.3.         Проверка винта на устойчивость.

                    ny = Fкр/Fа ≤ [ny]

ny – коэффициент устойчивости

Fкр – критическая сила, при которой винт может потерять устойчивость. Fa = P = 50000 H

[n]y – допускаемый коэффициент запаса устойчивости [ny] = 3,5 ÷ 5

                             Осевой момент инерции

                            Imin =  = 34700 мм4

Радиус инерции

                    i =  

где                        S1 =  = 660 мм2 – площадь сечения винта.

i =  = 7.25

                             Гибкость винта

                             λ = ,

где                        μ – коэффициент, зависящий от характера опор μ = 2

                             l1 – длина снимаемой части винта

                             l1 = H + Hг/2 = 400 + 68/2 = 434 мм.

                             λ =  = 119.

Так как λ = 119 > 100, то Fкр определим по формуле Ясинского.

                    Fкр =  = 200012 H

                    ny = 200012/50000 ≈ 4, что в пределах 3 ÷ 5

2.4.         Проверка прочности опасного сечения по эквивалентному напряжению.

                    δэкв =  ≤ [δ]р,

где                        δ = Fa/s =  = 62 Мпа

                             τ = Тв/Wк =  = 23 Мпа

[δ]р = δт/3              Для Ст3 δт = 220 МП  [δ]р =220/3 = 73 Мпа.

                             δэкв =  = 72 Мпа < [δ]р =73 Мпа

2.5.         Определение параметров гайки. Наружный диаметр гайки из условия прочности на растяжение

                    D1г = ,

где                        [δ]р = 40 Мпа – для бронзы.

                             D1г =

Принимаем D1г = 60 мм.

Диаметр бурта гайки Dб из расчета на смятие для бронзы [δсм] ≈ 50 Мпа.

                   Dб =  = 70 мм.

Высота бурта гайки 8 из условия прочности на срез

                   δ ≥ ,

где                        [τ]ср = 30 Мпа              δ =  = 11 мм.

2.6.         Определение длины рукоятки

                    Тр = Fp · lp, отсюда

                    lp = Tp/Fp = 294/300 = 0.98 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

1.     М. И. Иванов. Детали машин. Москва. Высшая школа. 2000 г.

2.     В.Г. Мицкевич, В. С. Семенотенков, А. А. Платонов. Детали машин и основы конструирования. Расчет ременных передач. Расчет цепных передач. РГОТУПС. Москва. 2005 г.

3.     Г. М. Ицкевич, С. А, Чернавский, В. А. Киселев, К. Н. Боков. Сбоник задач и примеров расчетов по курсу деталей машин. Машиностроение. Москв. 1965 г.

 

                                               


flexsmm.comSetup.ru: Создай и раскрути свой сайт бесплатно

г. Плавск

 

les5125@yandex.ru

© эллалесная.рф
Яндекс.Метрика