ickovich_zadachnik (522951), страница 13
Текст из файла (страница 13)
3.37. 7(ля схемы по рис. 5.37, а силы трения, уравнонешиваюшие сдвнгаюшую силу Р и момент М = Р1, показаны на рис. 5 37 г (!ринедение силы Р к пептру тяжести соединения не показаьо. Т(а-прежнеьгу ! Т„= - Г', 2 1 м а' но в атом случае силы Тм направлены горизонтально. Сумьгарные силы трения 7 = )l 7'Р+ Та! =, ~' ит + 4Р 82 для обоих болтов одинаковы, а следовательно, и величины затяжки втих болтов танже одинаковы: 1,2Р Р а'+ 4Р 2уа Для второго случая величина У л1еньше, чем для первого га -р +21) > )'а' + 41К 1<а рис. 5.37, л изображен вариант соединения, отличающийся от показа ~ного на рис. 5.37, а тем, что здесь соприкасание между рычагом и головкой клеммы провсходит ие по однои, а по двум плоскостям.
Определить, как при такой конструкции изменится требуемое усилие затяжки болта. 5.55. Определить диаметр болтов, крепящих приставную часть рукоятки рычага управления (рис. 5.38), если момент сил трения, вызванных затяжкой болтов, должен быть на 20% больше момента от усилия рабочего Рл = 200 и, Материал болтов — сталь Ст.З; коэффициент трения иа поверхности стыка )' = 0,12. Воспользоваться данными табл. П5.
Опьтет. Болты с резьбой М22. 5.56. Кронштейн крепится к колонне четырьмя болтами, поставленными в отверстия с зазором. Для каждого из вариантов конструкции (рис. 5.39, а и 5.40, а) определить диаметры болтов. Материал болтов — сталь Ст.
3; затяжка болтов не контролируется. Коэффициент трения на стыке / = 0,15. У к а з а н и е. ! 1а рис. 5.59, б для первого варианта конструкции показано приведение силы Р к центру тяжести стыка и направления сил трения, уравновешивающих сдвигающую салу и вращающий момент. То же для второго варианта конструкции дано на рис. 5 40, б; кроме того, иа рис. 5.40, а показано суммирование сил трения для бо.чта, аатяжка которого должна быть максимальной. Огпвеьь Для первого варианта болты с резьбой М20; для второго — болты с резьбой М!8.
5.57". Подшипник вала ременной передачи укреплен на бетонном основании двумя фундаментными болтами (рис. 5.41). Определить диаметр болтов, изготовленных из стали Ст.З. Коэффициент трения на стыке 7" = 0,35. Решение. Приводим силу О к Пентру тяжести стыка; в результате получаем сдвигающую силу Я и момент М = ЯН, стремящийся повернуть подшипник. Затяжна болтов должна гарантировать нераскрытие стыка и отсутствие сдвига подшипника по основанию. От затяжки болтов иа стыке позняка~от напряжения снятия а, которые можно считать распределенными по площади стыка равномерво (см. впюру на рнс. 5.41): 2У ив т где У вЂ” сила затяжки каждого болта; Р„= 66 — площадь стыка.
аз От действия момента иа левой половине стыкз напряжения смятия возрастают, в на правой — уменьшаются. Принимаем, что напряжения на стыке от момента распределены по линейному з гасну (См, эпюру на рпс. 6 411 аналогично распределению яапряжений нагиба нрн нейтральной осн, совпадающей с осью симметрии стыка. Тогда наибольшие напряжения от момента Л! й! 1!' ~, РЧ 6 По условшо нераскрытия стыка о,ч;ч.:О, т. с. в данном случае н,:он С учеточ запаса по нераскрытиго стыка о! =' К оль Приняв К, = 2 (обыч- но приннмшот Кг„, = 1,3 ш -: — 2), получим о .=-2.
— = о Д! -рй- б 10. !О . 100. !О-ч -2 —— 340ч ° ! ГК! — !О '" 6 Рнс. 5Л1. = 1,04 1О' н,'жт. Сила затяжки болга гбй 1,04 10' ° 3!О 1О-э.100 1О-э 2 Проверяем достаточность затяжки болтов по условию отсутствия сдвига поггшнпннка, прн этом считаем, что сила трепов, вызванная затяжкой бом и,, должна быть на 20чуч больше минимально необходньюй: Т = 2(гУ) 1,2(), илн 2 17,63 ° 0,35 =- 12,35 кн; 1,2() = 1,2 ° 1О = 12 кн. Иерзвенство выполняется. Максимальные напряжения смятия (возникаюжие на левой кромке стыка) долэкны быть не выше [ч),„=-2,0 Лзн)ма (допускаеэюе напряжение смятпя для бетона): а,„,„=- ам+ пн — — о!, + 05 01, —— . 104 -)- 05 104 = !об й(н1лг-'! вто условие также удовлетворяется.
66 Наиболее нагружен праный болт, воспринимающий ввешнюю растягивающую нагрузку от действия момента; — — —,, — — — 3,57 кн. 34 !)П 10 1ОО а и 250 Учитывая массивность' оспонаппя, на котором установлен подшипник, припилюем козффипнеит вне!иней нагрузки 71 = О,!5 (см. решение задачи 5АО*), тогда суммарная осевая нагрузка правого болта О„= 1/+ д~,>, =.
17,03-1 0,15 3,57 — 1й,2 кн. По табл. П5 (предполагаем, чта затязкка болтов не контролируется) устанавливаем, чта такая нагрузка допустима для балта с резьбой %22. 5.58. Сто!пса, нагруженная, как показано на рис. 5.42, крепится к бетонному основанию четырьмя болтами из стали Ст.З. Рнс. 5.42.
Рнс. 5.43, Определить требуемый диаметр болтов. Принять, что затяжка болтов не контролируется. Коэффициент трения стойки о бетон 7' = 0,3. Для бетона (а1„= 1,8 Мн)мз. Коэффициенты запаса по отсутствию сдвига и нераскрытию стыка принять соответственно К, = 1,5; К„, = 1,2 (см. решение задачи 5,57"). Коэффициент осйовной нагрузки 71 = 0,15 (см. решение задачи 5.46').
Ответ. Болты с резьбой М16. 5.59*. Проверить прочность шпилечиого крепления крышки к цилиндру высокогб давления судовой паровой машины (рис. 5.43)'. Материал шпилек — сталь 45 (Е, = 2,0 1Оз Мы!ма)1 число шпи- ' Пример выполнен по материалам учебного пособия 1!81. Решет(ие. А. Расчет шпилек на статическую прочность'. 1. Величина предварительной затяжки шпилек й (1 )() Ртш где й — коэффициент запаса затяжки (учитывая переменную нагрузку, принимаем й = З,О), Внешняя нагрузка, приходящаяся на одну шпильку прн максимальном давлении пара в цилиндре, — ()х 4 хн хнах Ртах Коэффициент основной =1,32 ° 1О' '' ' ) = 14,02 1Оз н. 4 24 нагрузки (см решение задачи 5.46*) ба б +6 где Ьа — коэффициент податливости соединяемых деталей (фланца цилиндра н крышки); Ьш — коэффициент податливости шпильки. Коэффициент податливости шпильки изй йш= — ~~ —,+ — -+...
+ —, ( ( (э (н 1 Ес 1Ршл Ешх Ешли' где (! и Лан — длины и плошади поперечных сечений отдельных участнов шпильки (рис. 5.41). Деформацию ча- сти шпильки, находящейся внутри гайки, не учитываем. При подсчете податливости нарезанной части шпвльки, ввернутой во фланец цилиндра, учитываем х/х длины этой части. При подсчете коэффициентов податлиностн нарезан- Ш Ь ных частей шпильки площадь сечения определяем по сред- ц йэ=ор- нему диаметру резьбы Податлиность верхней нарезанной части длиной (хн — (лфн (хт = 34 26 = 8 .нж И (сл!.
рнс. 5АЗ); ! ! (ан и ° !О х 6, Д, — в)л' 2 !О" 4 (27,7 10™х)х Рис. 5.44. =-66,4 10 " л!!и. Податливость стержня шпильки гт 26-1О " З)З ° 1О-" ж(и. П „2 Ш' О,(85(23 )О-)з 4 ' Предварительно рекомендуется разобрать решение задачи 5АО". 87 лек 2 = 24. Наибольшее давление паРа в цилиндРе Рт,х = = 1,32 Мн!жх, наименьшее р„нн = 0,26 Л(н!мх. Материал цилиндра и крышки — чугун (Е„= 1,2 ° 1От )Ииlжз). Податливость бурта шпильки 2 ° !Ом 0,785(30 10 ')* (с ыз Е~ 4 Податливость участка надреза 1О " й .= — — --" — - = — — =; — — —, = 72,6 1О 'т ж'и.
и, 2 10ы 07Ъ5(23 ° 10 а)а )с-,, с(н Податливость (условпая) !ппкпеи парезаипои части шпильки длиной 1а „=,. 7, = — — 33 == 11 жлг; 1 1 3 с 3 бс,з = — -'-'-'-' — = - — — — — =-;-- — — —.„- —.— 91,1 10 ' . 1 . !1,!О с и, 2 ° 10" . О 78з'(27'7, 10-э)з ' 7 с,( с)ср Позатлпяогть шпильки йч, = (66,1+ 313-',- Г2,1+ 7',6+ 01,1) 10'-" = — 586 ° 10 '-' ЗГОЬ Подагливость соедипясмых деталей 75ч (Гфс 7)ач где Гфч и Гипс — рзгчетпые площади сечешш соединяемых деталей, учитьшж" мыс ирп определепии иодатлньостей.
РеличипУ Гз =!'фс =!:ди опйеделЯем по пРиблшкеипой фоРмУле уч опик [9)) Гч = 4- (77;-4'), где 7) = 3+ — — —".- =- 46-1- ' — '=. 63,5 лыг )тфк + !сфч „34 + '16 г 4 4 Г, = '-'- — (63,5а — ЗОа) = — 2450 лгж'! 3,14 4 '7!Фс.4- Ь,)л (34+ 36) !О-з йз =. "! — Кш = — — — — --, — = 238 10 ".
лг)н. ! „Гз 1,2 ° 10" ° 2450 10' с )хозффицпеит асиониой пагрузки йа 238, !О- йы + йз 586 ° 10 1~ + 238 10 " Усилие затяжки У = й (1 — )() Р „, = З,О(1 — 0,289) ° 14,02 = ЗО ки. 66 (Я вЂ” размер гапки спел клю г); г! = 30 лл — диаметр отьерствя и соединяемых деталях. Разли ше диаметров отверстий во флапцах крышки и цилиндра ие учить вас и принюшем пх равными иаружаому диаметру шпильки. Подставив числовые значения, полу ц1т~ 2. Расчетная нагрузка шпильки с учетом возмогкиости затяжки шпилек под полной нагрузкой (см. решепие задачи 5.46*) =- 1,3 (!' .1- урш,) = 1,3 (ЗО+ 0,280. 14,02) = 44,3 кн. Экаивзлентиое иапряжеш!е О. явка = р, ~.' Ф приппызя по табл.
113 Р = 5,!8 сл1э, палучаеч 44,3 10ч о,аэ — — = — -' — —.— = 8,53. 10' и,'лгэ = 85,5 Л1н[м"-. Яэ — =18 1О. а — й такой коэффициент запаса вполне достаточен (ио дапиью, прпаедеппыч в кипгс [28[, рекомоидуется принимать [пт) == 1,5 —: 3,0). 11. Расчет шпилек пз про ~ность с учетом псремециости напряжений зо зремеци Расчет зыполпеи по методу, нзлоэксиначу а работе [28[. Г1рн расчете с учетом переысипости оапояжсшп1 слияние кру 1епия сс учитываем. !(оэффиииепт запаса прочности па амплитуде цикла (о, ),— (ф ),о ч [! [-(31:.)Гэ! „ о,рз, I.,„ — — предел ныяослпаостц шпильки при симметричном цикле осевого цагружеиия; эффективный коэффициеит концентрации иапряжсяпй; масштабный фактор; 210 Мнйма — предел аынослляости прп симметричпом цакле осевого нагружения для стали 45; где (о, )р —— !г, = 3 9— а, =; 0,86— 210 0,80 (и-тч)о '= —,— ' —.— 46,3 Ми'лгэ, 30 Коэффициент (ф,) и =- - — ' а, =-- —,— ',' 0,86 .=- О,ОЗЗ, 2о, — оэ где ф, =- - — — — = 0,15 (сьг.
стр. 11). ггэ 11апряжеаяе от затяжки Ггч ЗО 10э аэ„= —, =- „„,; = 58 ° 10а и!лм. 1;оэффицисит запаса по отиошеяшо к пределу текучести (для стали 45 о . —. 200 й!кУлэ) 2ЧО Лмплнтуда цикла ахах ~п1п п =— а г1е + Х!хамх (30+ 0,239 14,02)" 10' ~пах 5,13. 10 а )а+2~ пип (30+ 0239 ° 2,76) 10 пнп =): 5,!3 10 а ыхх Окончательно (657 594), 1Оа 3 !' 10а ~ х 2 46,3 — 0,033 . 53 (1+ 0,033) 3,15 Коэффициент запаса весьма высок (рекомендуемые значения [па] = 25 —:40) Определяем коэффициент запаса по максимальным напряженвям л 2(о-хх)р+ [! (фа)р! пэаж 2 ° 463 1-(1 — 0033) ° 63 2,19 [! + (ф.)р] о,.ах (1 + О 033) 65 7 рекомендуемые значения [л] = !.25 †: 2,5, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
