ДМ - Конспект лекций для бакалавров (Андриенко ЛА) (528097), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Расчет винтов при переменной нагрузкеБольшинство винтов, нагруженных внешними силами, испытывают постоянную нагрузку от затяжки винтов и переменную внешнюю нагрузку F,обычно изменяющуюся по пульсационному (отнулевому) закону (рис.1.11).Действие силы F вызывает нагружение винта силой Fв по асимметричному циклу.FВтin  F затFВ max  Fзат  FАмплитудное значениеFВа   F 2 .15Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис.1.11Среднее значениеFВm  Fзат   F 2 .Напряжения растяжения в винте соответственно равны min FFFВ min;  max  В max ;  a  Вa ,ApApApгде Ар – расчетная площадь сечения винта.Расчетом определяется:1).

Запас прочности по амплитудамSa  1   [S ]a ,K  aгде σ-1 – предел усталостной прочности материала винта, ε – масштабный фактор, Kσ – эффективный коэффициент концентрации напряжений, [S]a= 2,5…4 – коэффициент запаса.2). Запас прочности по максимальным напряжениямST max [ S ]T ,16Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************где σТ – предел текучести материала винта, [S]Т =1,25 – минимально допустимый запас прочности по текучести.С целью повышения сопротивления усталости резьбовых соединения необходимо:а).

Уменьшить амплитудные напряжения, понизив коэффициент основной нагрузки χ (увеличить податливость болта). Для этого следует увеличить длину и уменьшить площадь поперечного сечения (например, уменьшить диаметр стержня dс, рис.1.12).б). Снизить концентрацию напряжений. Достигается:1) накатыванием, а не нарезанием резьбы;2) увеличением радиусов скруглений R во впадинах витков;3) использованием винтов более высокого класса прочности и др.Рис.1.12Использование контролируемой затяжки позволяет более точно определить расчетную нагрузку на винты и принимать минимально допустимыезначения коэффициентов запасов.2. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯПреимущественно образуют путем местного нагрева с расплавлениемметалла без приложения силы (сварка электродуговая, газовая, электроннолучевая) и без расплавления металла, и с приложением силы (металл доводят17Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************до пластического состояния, а затем детали сдавливаются – различные видыконтактной сварки).Достоинства:1.

Малая масса. По сравнению с литыми сварные конструкции составляют экономию по массе до 30%. Сваркой можно получить более совершенную конструкцию с малыми припусками на механическую обработку (литьене допускает большие перепады размеров).2. Малая стоимость – приблизительно в 2 раза ниже стоимости литья ипоковок.3. Экономичность процесса сварки, возможность ее автоматизировать.Это связано с малой трудоемкостью процесса, сравнительной простотой идешевизной оборудования (не нужно одновременное плавление большогоколичества металла).4. Плотность и герметичность соединений.5. Возможность получения конструкций очень больших размеров, чтоневозможно при литье (сварной мост через Днепр, антенны радиотелескопов).Недостатки:1.

Возможность получения скрытых дефектов сварного шва (трещины,непровары, шлаковые включения). Применение автоматической сварки взначительной мере устраняет этот недостаток.2. Трудность контроля качества сварного шва. Существующие рентгеноскопические и ультразвуковые методы сварки сложны.3. Коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки.4. Невысокая прочность при переменных режимах нагружения. Сварной шов является сильнейшим концентратором напряжений.Применение.

Широко применяются в строительстве. В машиностроении применяют для получения деталей из проката в мелкосерийном и единичном производстве.Наибольшее распространение получили соединения электродуговойсваркой. Электродуговую сварку выполняют на сварочных автоматах, полуавтоматах, а также вручную.При ручной сварке шов образуется главным образом за счет металлаэлектрода, а при автоматической – в основном за счет расплавления основного металла.Для сварки конструкционных сталей применяют электроды: Э42,Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А и др.

Число x 10 = σв (МПа) шва, А – повышенное качество электрода, обеспечивающее получение более высоких пластических свойств металла шва.18Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************В зависимости от типа сварного шва различают соединения стыковыми швами (швы с глубоким проплавлением) и угловыми швами.2.1.

Сварные соединения стыковыми швамиПри автоматической сварке в зависимости от толщины δ деталей сварку выполняют односторонним или двусторонним швами.Рис.2.1При ручной сварке без подготовки кромок сваривают листы δ≤8 мм. Шовнакладывают с одной стороны при δ≤3 мм или с двух сторон 3<δ≤8 мм.При толщинах 8<δ≤15мм сварку выполняют с дополнительной подготовкой кромок с одной стороны, а при δ>15 мм – с двух сторон.Рис.2.2В районе сварного шва из-за высокой местной температуры можетпроизойти изменение физических, химических и структурных свойств основного металла.

Поэтому механические характеристики снизятся – появляется зона термического влияния. Разрушение сварного соединения происходит обычно в этой зоне, т.е. вблизи сварного шва.Расчет сварных швов на статическую прочность проводят в опасномсечении в зоне термического влияния.19Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис.2.3Условия прочности при нагружении растягивающей силой σр=При нагружении изгибающим моментом σи=F≤ [σ]IрbMb 2 [σ]Iр , W=.W61.2. Сварные соединения угловыми швамиОбразуются при сваривании деталей, кромки которых не имеют скосов,что упрощает их изготовление (рис.2.4).Рис.2.420Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Угловой шов при нагружении испытывает сложное напряженное состояние.

Однако для простоты такой шов условно рассчитывают на срез поддействием средних касательных напряжений τ.Рис. 2.5Поверхность разрушения (рис.2.5) проходит приблизительно по биссектрисе прямого угла (p=βk).Катет шва примерно равен толщине сварных деталей, но не менее 3 мм.Площадь расчетного сечения шва принимают равной βkl, где l-длинашва, β-коэффициент, характеризующий глубину проплавления.При ручной сварке β=0,7, для 2-х- 3-хпроходной полуавтоматическойβ=0,8, для такой же, но автоматической β=0,9 и для однопроходной автоматической β=1,1.2.3.

Нахлесточные соединенияНахлесточное соединение выполняют фланговыми и лобовыми швами.Фланговый – шов, расположенный параллельно, а лобовой – перпендикулярно линии действия внешней силы. Величина нахлестки ≥ 4δ.1). Рассмотрим нахлесточное соединение двух пластин, нагруженныхрастягивающей силой.F [] I2klF [] IkbУсловия прочности фланговых швов:  Условия прочности лобового шва:21Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис.2.6Комбинированные швы(рис.2.6).

Для простоты считают, что швынагружены равномерно:F, где L=b+2l – периметр комбинированного шва.kLЧтобы не было повышенных напряжений изгиба, накладывают 2 лобовых шва.2). Соединение нагружено моментом T в плоскости стыка (рис.2.7).Рис.2.722Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Приближенный расчет комбинированных угловых швов под действием момента T в плоскости стыка.Допущения:а). Швы работают независимо.б). Фланговые швы короткие и передают только силы, направленные вдольсвоей оси.в).

Катет шва мал по сравнению с размером b.Условно момент T уравновешивается парой сил F во фланговых швах имоментом в лобовом Mл.T = F.b + Mл = Aшваτb + Wcτ = τ(Aшваb + Wc).|T  ;Aшваb  WcAшва=2βkl;Wc=βkb2/6.2.4. Сварные тавровые соединенияТавровое соединение образуют элементы, расположенные во взаимноперпендикулярных плоскостях. Соединение может быть стыковым швом иугловым.а)б)Рис.2.8а).

Стыковой шов (рис.2.8, а) прочнее основного металла. Разрушениепроисходит в зоне термического влияния.23Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************P E FyFx| p ;  И  M ;  Fy WИbb P   И 2  3 2Fyб). Угловой шов (рис.2.8, б) менее прочен, чем основной металл.р |Fx kbMFy Fy ;WkbF x      2   2   | ;MFxFy kbM  FxСоединения, выполненные контактной сваркойПрименяются в массовом и серийном производстве.Стык разогревают электрическим током или силами трения до пластического состояния и сдавливают (температура (0,8…0,9) от температурыплавления).Стыковые соединения (по торцам деталей) образуют на специальныхконтактных машинах.

Характеристики

Список файлов лекций