2020-04-07
330
ДЕТАЛИ МАШИН
КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ
Количество контрольных работ по курсу «Детали машин» для различных специальностей по учебным планам различное.
Каждая контрольная работа состоит из нескольких задач, номера которых приведены в табл. 1.
Таблица 1
| Число контрольных работ | Номера групп задач для контрольной работы | |||
| первая КР | вторая КР | третья КР | четвертая КР | |
| 3 | 1, 2 | 3, 4 | 5, 6 | |
| 4 | т.1: №№ 1,2 | т. 2: № 2, т.3: №1 | т.4: №№1,4 | т.4: №3, т.6: №1 |
Вариант задачи соответствует последней цифре номера зачетной книжки.
Неизвестные для расчета величины следует принимать самостоятельно, пользуясь для этого справочными данными.
Контрольные работы надо выполнять в тетради. Условие задачи должно быть переписано полностью.
При решении задачи все этапы расчетов следует иллюстрировать; необходимо составить эскиз рассчитываемого соединения (или передачи), указать действующие усилия, моменты и проставить расчетные параметры.
|
|
|
Решать задачи надо в такой последовательности: наметить ход решения и те допущения, которые могут быть положены в его основу, составить уравнения или выписать формулы н общем виде, далее вместо буквенных обозначений подставить их цифровые значения в том порядке, в каком стоят буквенные и получить числовой результат. После этого дается последовательная расшифровка и объяснение каждой входящей в уравнение величине.
Студенты, не выполнившие контрольные задания и не исправившие отмеченные рецензентом ошибки, к сдаче экзамена не допускаются. При сдаче экзамена студенты должны предъявить зачтенные контрольные работы и уметь объяснить содержание каждой выполненной задачи.
Т.1. ПЕРВАЯ ГРУППА ЗАДАЧ. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ
На рисунках к задачам сварные швы показаны эскизно, а не по ГОСТ 2.312-72.
Задача 1. Рассчитать лобовой шов (рис. 3.14), соединяющий два листа толщиной d из стали ст 3. Толщина листа d и сила F приведены в табл.1.1
Таблица 1.1
|
| Варианты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| F, кН | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 55 | 80 | 90 | 100 |
| d, мм | 5 | 7 | 8 | |||||||
| Электрод | Э42 | Э50 | Э42А | |||||||
Задача 2. Стержень, состоящий из двух равнополочных уголков, соединенных косынкой, нагружен постоянной растягивающей силой F (рис. 3.15, табл.1.2). Определить номер профиля уголков и длину швов сварной конструкции соединения.
|
|
|
Материал уголков - сталь ст 3.
Таблица 1.2
|
| Варианты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| F, кН | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 120 | 140 | 120 | 130 |
Задача 3. Найти параметры сварных швов кривошипа (рис. 3.16), нагруженного постоянной силой F и имеющего размеры d; l; а; δmin (табл.1.3) при условии, что прочность основного металла обеспечена.
Таблица 1.3
|
| Варианты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| F, кН | 5,5 | 5,5 | 5,0 | 5,0 | 6,0 | 6,0 | 6,5 | 6,0 | 7,0 | 6,5 |
| d, мм | 100 | 100 | 90 | 90 | 120 | 120 | 110 | 110 | 120 | 120 |
| а, мм | 300 | 300 | 300 | 300 | 250 | 250 | 300 | 300 | 250 | 250 |
| l, мм | 200 | 250 | 300 | 350 | 300 | 350 | 400 | 350 | 300 | 200 |
| d, мм | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||
| Электроды | Э42А | Э50 | Э42 | Э50 | Э42А | |||||
УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ПЕРВОЙ ГРУППЫ ЗАДАЧ
1.2.1 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 ], (1.1)
где sТ - предел текучести основного металла (табл. 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 (табл. 1.4)
Таблица 1.4
| 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.
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 (рис. 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.
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. Минимальнаядлина углового шва l min составляет 30 мм, что перекрывает дефекты сварных швов – непровар в начале и кратер в конце.
