справочник (Кузьмин, Чернин, Козинцев - Расчеты деталей машин. Справочное пособие), страница 4

Рис. 2.16. Клеевые соединения труб металлической и пластмассовой: а — стыковое на Ус; б — нахлесточное трУб разным диаметров; в — стыковое ступенчатым швом Рис. 2.17. Клеевое соединение труб из алюминиевого сплава по замкнутой линии Расчет на прочность клеевых соединений аналогичен расчету паяных соединений, как и обозначение на чертежах (см. рис. 2.14), но вместо условного знака в виде дуги наносят условный знак, напоминающий букву «К» (рис.

2.15). На рис. 2.16, 2.17 показаны клеевые соединения труб из разнородных материалов. 19 (например, обработка абразивной шкуркой или пескоструйная) за счет создания шероховатости способствует увеличению площади поверхности склеивания. Химическая подготовка проводится для обезжиривания склеиваем ых поверхностей бензином, бензолом или ацетоном. Существенное влияние на нагрузочную способность клеевых соединений имеет толщина клеевого слоя; ее оптимальные значения О,О5...0,15 мм.

При применении швов толщиной более 0,5 мм прочность клеевого соединения значительно снижается. Наиболее распространены клеевые соединения, работающие на срез. На растяжение клеевые соединения работают значительна хуже. 2.6. Справочный материал Табл.

2.1. Основные типы сварных соединений Гост 1 Наименование сварного соединения 5264 † 8713 † 11533 † Ручная дуговая сварка Сварка под флюсом Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом Дуговая сварка в защитном газе Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах Электрошлаковая сварка Контактная сварка Соединения сварные из полиэтилена, полипропилена н винипласта Соединения контактные электрические сварные 14771 † 14806 † 15164 — 78 15878 — 79 16310 † 23792 † Для стмковнл соединений Пан срезе ~ тср1 Сварка ори растяже- нии [о >1 нри сжатии 1осж~ Ручная электродами Э42 0,9! р1 ~ р1 0,61ор1 Ручная электродами Э42А, Э46А и Э50А 1ор) 1ор1 0,651о 1 П Р и м е ч а н н Я: !.

1ор1 — допУскаемое напРЯжение длЯ основного металла при растяжении; ориентировочно можно принимать 1ор) (0,5...0,6)от 2. В конструкциях, подвергающихся действию переменных напряжений, допускаемые напряжения для основного металла умножают на коэффициент у н„1. В конструкциях из стали марки Ст5: оо.1и у=0,8 1,2 — 0,8 — я 1, отак гле о „и о, — минимальное и максимальное напряжения, взятые со своими знаками; в конструкциях из низкоуглеродистых сталей~ 0,6к + 0,2 — (0,6Ф вЂ” 0,2) — я 1, спах где Й вЂ” эффективный коэффициент концентрации напряжений (табл. 2.3]. Табл.

2.8. Эффективные коэффициенты концентрации напряжения для сварных соединений Значение К о дл в ст али низкоуглеродистой ~ иизколегированной Вид сварного шва 1,2 2 3,5 Стыковые швы Угловые лобовые швы Угловые фланговые швы 1,4 2,5 4,5 Табл. 2.2. Допускаемые напряжения для сварных швов в машиностроительных конструкциях Таба. 2.4. Пределы прочности паяных соединений зв. МПа о„. МПа Материал Припой Сталь 20 Сталь Х18Н9Т Медь МЗ Латунь Л62 36 32 25 23 ПОС 30 Сталь ЗОХГСА Сталь Х18Н9Т Сталь 40ХНМА 350..

А60 240...290 330... 460 490...600 5Й0...600 510...570 ПСр 40 Табл. 2.5. Пределы прочности клеевых соединений с клеем ВК-37 ! Температура~ 'С т, МП» в' Материал — 60 20 120 200 20 Алюминиевый сплав Д16Т 20,6 23,5 21,5 3,82 25,4 Сталь ЗОХГСА 2.У. Примеры расчета ат 28,3 Гз Е 2?О . 10з ' 0 3 . 270 .

10з 81 . 10з Н а 100 5. Необходимые длины швов [см. формулу (2.1)1: 189 10з 0,7К [тср1 0,7 !0 91 где катет шва принят равным толщине полки уголка (К=!О мм); ~2 81 ° 10' 12 — !27 мм. 0,7К ~т, 1 0,7 1О 91 Принимаем 1=300 мм н 1з — — 130 мм. Пример 2.1. Уголок 100Х100Х10 приварен к косынке угловыми фланговыми швами (см. рис. 2.8). Определить длину 1~ и 12 швов, если сварное соединение должно быть равнопрочно материалу уголка. Уголок выполнен из Ст2 с допускаемым напряжением [ор1=140 МПа; сварка произведена электролами Э42А. Решение. 1.

По ГОСТ 8509 — 72 [11 пРинимаем: площадь сечения уголка А=1920 мм', расстояния а=100 мм; а, =28,3 мм; аз — — 71,7 мм. 2. Расчетная сила в уголке г"=А[ор1=1920 ° 140=2?О 000 Н =270 ° 1Оз Н 3. Принимаем допускаемое напряжение в швах на срез при сварке электродами Э42А по табл. 2.2: 1 тср1 = 0'65 Гор1 = 0,65 ° 140 = 91 МПа. 4. Силы Р1 и гь действующие по фланговым швам: аз 71,7 Р1 г" 270 . 10з ' 0 7 . 270 10з 189 1Оз Н; а 100 Пример 2.2.

Швеллер № 33 (высота профиля Н =330 мм, толщина стенки а=7 мм) приварен к косынке угловыми швами (см. рис. 2.10). Длина вертикального шва 330 мм, длина горизонтальных швов 1=300 мм. Определить допустимый в соединении момент М. Швеллер выполнен нз СтЗ с допускаемым напряжением 1ор)=160 МПа; сварка произведена электродами Э42. Р е ш е н и е. 1. По ГОСТ 8240 — ?2 [11 принимаем: момент сопротивления сечения швеллера В'х =484 ° 10' ммз. 2. Допустимый момент на соединение по прочности материала швеллера М„,=117 (ар)=484 ° 1О' ° 160=72 500 ° 10З Н мм=72 500 Н ° м. 3.

Допустимый момент на соединение по прочности сварных швов [см. формулу (2.2)1: 0,7К~Ь~ М„- ~т,',~ ~0,7К!! (Ь -~ К!) -!- Примем катеты швов К! Кт=з=? мм и допускаемое напряжение по табл. 2.2: ~т, 1 = 0,6[о ~ = 0,6 ° 160 =96 МПа. Тогда М = 96 0,7 . 7 . 300 . 337 + ' ~ = 96 (49,5 104 + 8,25 104) = 0,7 .

7 330зЧ = 96 57,75 104= 55300 ° 10з Н мм = 55 300 Н ° м. 4. Принимаем окончательно допустимый момент М=Мсв=*55300 Н ° м, так как Мсв(М Пример 2.3. Проверить прочность клеевого соединения двух труб из алюминиевого сплава Д16Т, работающих при температуре 20'С; клей ВК-37. Диаметр 0=100 мм, длина клеевого слоя 1=40 мм, усилие Р=40 ° 10Э Н.

Принять коэффициент запаса прочности 5=5. Р е ш е н н е. 1. Площадь клеевого слоя А =л/И=я ° 100 ° 40=12 500 мм'. 2. Допускаемое напряжение (см. табл. 2.5) 1т'1=тз/5=23,5/5=4,7 МПа. 3. Напряжение среза в соединении т'=Р/А =40 1Оэ/12 500=3,2 МПа. 4. Прочность обеспечена, так как т'(~т'1. Глава 3. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 3.1. Общие сведения Резьбовые соединения относятся к разъемным и выполняются посредством сверления отверстий в соединяемых деталях, в которые вставляются резьбовые крепежные детали: болты, винты или шпильки (рис. 3.1). На выступающие концы болтов и шпилек навинчиваются гайки, затяжка которых обеспечивает соединение.

При использовании винтов или шпилек в отверстиях одной из соединяемых деталей нарезается резьба. Крепежные резьбовые детали стандартизованы. Вид крепежных изделий зависит от толщины, формы и материала соединяемых деталей. Болты применяют, когда в соединяемых деталях можно сделать сквозные отверстия; винты или шпильки— Рис.

8.1. Основные типы стандартных резьбовых кре- пежных деталей: а — болт, шпилька, винт; о — конструктивное изображение; в — упрощенное в случае невозможности сделать сквозные отверстия в одной из деталей. Шпильки следует применять, когда деталь, в отверстиях которой нарезена резьба, сделана из мягкого материала и завинчивание и развинчивание винтов может привести к разрушению резьбовых отверстий, а также когда форма соединения не позволяет поставить болты или винты (рис. 3.2).

Соединения деталей с резьбой также можно отнести к резьбовым (рис. 3.3). К крепежным резьбам общего назначения, нарезаемым или накатываемым на крепежных или соединяемых деталях, относятся цилиндрическая метрическая (рис. 3.4, а), трубная цилиндрическая (рис.

3.4, б), коническая метрическая (рис. 3.4, в), коническая дюймовая с углом профиля 60' (рис. 3.4, г) и трубная коническая 23 (рис. 3.4, д). Соответствующие стандарты и значения основных параметров приведены в табл. 3.1. Резьба характеризуется следующими параметрами: диаметрами (наружным — Й, О, средним — др,,02, внутренним — д1, Р1), углом профиля в осевом сечении а, шагом Р, числом заходов и (крепежные резьбы однозаходные) и углом подъема по среднему Рис. 8.2. Пример примене- ния шпилек Рис.

З.З. Резьбоиое соединение труб угольником диаметру тр. Угол подъема связан с шагом, числом заходов и сред- ним диаметром зависимостью 1а ф= Рп((пй2). Для конических резьб введен термин основная плоскость— расчетное сечение, перпендикулярное к оси конуса и соответствующее торцу гайки со стороны наибольшего диаметра резьбы. Диаметры конической резьбы измеряют в основной плоскости.

Метрическая резьба имеет треугольный профиль с углом а= =60'. Для каждого диаметра предусмотрены крупный и мелкие шаги. Резьбу с мелкими шагами применяют на тонкостенных деталях, так как она меньше ослабляет соединяемые детали, чем резьба с крупным шагом (рис. 3.5), а также в конструкциях, испытывающих динамические нагрузки. Основные параметры цилиндрической метрической резьбы приведены в табл. 3.2 и 3.3. Трубная цилиндрическая резьба является крепежно-уплотняющей и представляет собой дюймовую резьбу с мелким шагом, имеет треугольный профиль с углом а=55'. Резьба не имеет зазоров по выступам и впадинам для создания надежного уплотнения.

Внут-- ренний диаметр трубы (проход в свету) принят за размер, характеризующий резьбу и указываемый на чертежах в дюймах. В настоящее время это обозначение условно, так как среди ассортимен-- та труб встречаются такие, у которых проход в свету не определяет- однозначно их наружный диаметр. ъ- Оалл Ось релиГы Х ° ° у, Оснаьнан ° алОспаО7й г , г Онупчреннлд реиаа Ф у ь ,ж~ьйа наружнан ' резьба .и , нужная -,аеЫа УО ОО Осьрехмй Ось резьбы Оснаьная нласнаса7ь Ос Л//Л/тг Р1удчпа Г ,ъ ам. Ось резьбы Рис. З.4. Профили и параметры крепежных резьб Конической резьбой обеспечивается герметичность соединения без применения специальных уплотнений (за счет плотного прилегания профилей резьбы по вершинам при затяжке соединения), а также быстрое завинчивание и отвинчивание.

Для того чтобы конические (наружные) резьбы имели возможность свинчиваться с цилиндрическими (внутренними), их нарезают с биссектрисой угла профиля, перпендикулярной к оси конуса, и с равными осевыми шагами, а диаметры конических резьб в основной плоскости должны быть равны одноименным диаметрам цилиндрических резьб; Рис. З.б. Профили крепежных резьб: а — с крупными шагами; б — с мелкими соответственно трубная коническая резьба имеет угол профиля и=55', а коническая метрическая — 60'. На вентилях и горловинах газовых баллонов, находящихся под большим давлением, применяют коническую наружную и внутреннюю резьбу, у которой биссектриса угла профиля перпендикулярна к образующей конуса, шаг также измеряется по образующей. 3.2.