Расчет сварных швов при осевом нагружении соединяемых элементов.
1) Соединение встык (рис 2г).
Прямой шов встык рассчитывают на растяжение или сжатие:
σр = F /в ∙ δ = ≤ [σр]/ (5)
Допускаемое напряжение для сварного шва на растяжение [σр] зависит от способа сварки и марки применяемых электродов (см. табл. 4).
При сжимающей нагрузке расчет на прочность ведут так же, но допускаемое напряжение [σс]/ обычно выше, чем [σр]/.
2) Соединение угловыми швами.
Все угловые швы рассчитывают на срез (валиковые швы рис 3), наиболее вероятно разрушение шва по плоскости аб. Расчетное сечение среза – площадь А = Lh, где L – длина валикового шва; h – расчетная высота.
h = δ ∙ cos45 = 0,7 Рис 3
Когда сваривают листы различной толщины, то при вычислении высоты шва а расчет вводится минимальная толщина.
Условие прочности сварного шва имеет вид:
; (6)
где [τср] – допускаемое напряжение на срез для сварного шва.
Допускаемые напряжения для сварных швов
Допускаемые напряжения зависят от основного материала конструкции, вида технологического процесса, типа электродов и характера деформации.
|
|
|
Таблица 3 – Допускаемые напряжения для сварных швов.
| Вид технологического процесса | [σр]/ | [σс]/ | [τср]/ |
| 1 – й 2 – й 3 – й | [σ] 0,9 [σр] 0,6 [σр] | [σр] [σр] 0,75 [σр] | 0,65 [σр] 0,6 [σр] 0,5 [σр] |
Примечание: К 1-му виду технологического процесса относится автоматическая сварка под слоем флюса, а так же ручная – электродами Э42А и Э50А;
Ко 2-му виду – сварка толсто покрытыми электродами Э42 и Э50;
К 3-му виду – сварка электродами Э34 и ионизирующими (тонкими) покрытиями.
Пример расчета
Задача №2
Сконструировать сварной шов встык для соединения двух полос из ст.3, несущих статическую растягивающую нагрузку F = 400 кН. (см. рис. 2г). Использовать листовую сталь толщиной δ = 12мм. Допускаемое напряжение для полос [ σ р ] =160 Н/мм. Сварка ручная электродом Э42.
Решение:
1. Допускаемое напряжение для сварного шва устанавливаем по таблице 4.
[ σp ]/ = 0,9 [ σp ];
[ σp ]/ = 0,9 ∙ 160 = 144 Н/мм.
2. По формуле (5) найдем ширину полосы:
σр = F /в ∙ δ = ≤[σр]/, отсюда
в = F /[ σp ]/ ∙ δ = 400 ∙ 103/144 ∙ 12 = 232мм;
С небольшим округлением принимаем в = 232мм.
3. Рабочее напряжение в полосе:
σр = F /в ∙ δ = 400 ∙ 103/232 ∙ 12 = 141,8 = 142 Н/мм2 ≤ [σр];
|
|
|
Скрепление стыковым швом в данном случае не обеспечивает равно прочность шва и основного металла конструкции.
Задание для самостоятельной работы
Задача №1. Определить диаметр ( d ), d 0 заклепок, размеры шага р для соединения однорядного, одностороннего нахлестного шва (рис 1) при ширине в = 200мм, материал заклепок Ст.3. Данные для расчетов в таблице 4
Таблица 4 - Исходные данные для решения задачи №1.
| № варианта | F, кН | δ, мм | № варианта | F, кН | δ, мм |
| 1 | 90 | 6 | 16 | 60 | 8 |
| 2 | 100 | 15 | 17 | 84 | 10 |
| 3 | 85 | 8 | 18 | 115 | 14 |
| 4 | 110 | 14 | 19 | 80 | 7 |
| 5 | 95 | 12 | 20 | 96 | 10 |
| 6 | 83 | 8 | 21 | 105 | 12 |
| 7 | 68 | 4 | 22 | 72 | 6 |
| 8 | 112 | 10 | 23 | 58 | 4 |
| 9 | 94 | 6 | 24 | 92 | 8 |
| 10 | 74 | 12 | 25 | 80 | 6 |
| 11 | 105 | 8 | 26 | 125 | 7 |
| 12 | 84 | 14 | 27 | 70 | 10 |
| 13 | 96 | 12 | 28 | 95 | 12 |
| 14 | 130 | 8 | 29 | 115 | 6 |
| 15 | 78 | 4 | 30 | 88 | 4 |
Задача №2. тСконструировать сварной шов встык для соединения двух полос из ст.3 (рис. 2г)
| № варианта | F, кН | δ, мм | № вари анта | F, кН | δ, мм | электроды |
| 1 | 190 | 12 | 16 | 60 | 6 | Э50 |
| 2 | 80 | 14 | 17 | 84 | 15 | Э42 |
| 3 | 115 | 16 | 18 | 115 | 8 | Э50А |
| 4 | 145 | 12 | 19 | 80 | 14 | Э50 |
| 5 | 380 | 10 | 20 | 96 | 12 | Э42 |
| 6 | 86 | 8 | 21 | 105 | 8 | Э34 |
| 7 | 236 | 14 | 22 | 72 | 4 | Э34 |
| 8 | 84 | 12 | 23 | 58 | 10 | Э50А |
| 9 | 175 | 12 | 24 | 92 | 6 | Э50 |
| 10 | 246 | 10 | 25 | 80 | 12 | Э34 |
| 11 | 283 | 12 | 26 | 125 | 8 | Э42А |
| 12 | 164 | 12 | 27 | 180 | 14 | Э50А |
| 13 | 95 | 6 | 28 | 95 | 12 | Э34 |
| 14 | 212 | 8 | 29 | 115 | 8 | Э50А |
| 15 | 278 | 10 | 30 | 88 | 4 | Э42 |
Контрольные вопросы:
|
|
|
1. Классификация, типы и основные требования к соединениям?
2. Основные типы резъб и области их применения.
3. Оцените сварочное по сравнению с заклёпочным.
4. Какие факторы влияют на прочность сварных соединений?
5. Какой вид сварки лучше применять для соединения тонких листов в
нахлёстку?
Практическое занятие№08
Тема : Расчет косозубой цилиндрической зубчатой передачи
Цель: Научиться производить расчеты цилиндрической зубчатой передачи
Входной контроль
1.Виды зубчатых передач.
2. Виды разрушения зубьев.
3.Формула расчета зубьев на контактную прочность и на изгиб.
Теоретический материал
В передачах следует различать два основных звена : входное (ведущее) и выходное (ведомое).
Параметры передач, относящихся к ведущим звеньям отмечается индексом 1, а к ведомым – 2, т.е. d1, v1, w1, Р1, М1; d2, v2, w2, Р2, М2;
Любая передача характеризуется следующими параметрами : мощностью на выходе, быстроходностью, которая выражается угловой скоростью ведомого вала (ω или n), передаточным отношением (передаточным числом) и КПД.
|
|
|
Для передаточного отношения ω1/ ω2 и передаточного числа z2 / z 1 – обозначение u :
- для зубчатых передач: u = ω1/ ω2 = d1/d2 = z2 / z 1 ;
- для червячных и цепных: u = ω1/ ω2 = z2 / z 1 ;
- для ременных : u = ω1/ ω2 = d1/d2 ;
Т а б л и ц а 1 - Средние значение КПД некоторых передач(с учетом потерь в подшипниках)
| Тип передачи | Открытая | Закрытая |
| Зубчатая цилиндрическая | 0,95 | 0,97 |
| Зубчатая коническая | 0,95 | 0,96 |
| Цепная | 0,92 | - |
| Клиноременная | 0,96 | - |
| Червячная | - | 0,8 |
В работе требуется выполнить геометрический расчет (определить основные геометрические размеры зубчатой цилиндрической или червячной передачи. Этот расчет базируется на заданном межосевом расстоянии а)
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 507; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!