Ответы_на_билеты_редактированные

14. Расчет на нагрузочную способность (неподвижность) и прочность Д соединений с натягом.

Ft тр d2 −T = 0 Ft тр = 2Td ; Fтр = Fa

F

П/2

Fсдв =

Ft

2тр + Fa2 ≤ Fтр ; Fтр

= fFn = pπd f

t тр

Sсц

= Fтр

Fсдв.

= fp πd

Fсдв. ≥ [Sсц ]

F

S

сц

− коэф. запаса на сцепление

F

тр

сдвиг.

Формула Ламэ.

С = F δ

2

- коэф. жесткости.

d, l – номинальные размеры сопряжения.

1

1

d

λ =1 C - коэф. податливости.

d

2

p = N 2(λ1 + λ2 ) , где λ1 , λ2

- коэф. радиальной податливости.

d

λ

=

d

1+(d1 d )2

−

µ

для..вала

−

1

2E1

1−(d1 d )

2

1

l

λ

=

d

1+(d d2 )2

+ µ

−для...втулки

2

2E2

1−(d d2 )

2

2

Расчет на прочность.

= p (1+ (d d2 )2 ) (1−(d d2 )2 );

σэкв

=σ1 −σ3 ; σ1

σ3

= −p; σэкв

= p[(1+ (d d2 )2 ) (1−(d d2 )2 )+1]

σэкв

= 2 p (1−(d d2 )2 )≤ [σ]=σпред. Д

[S]≈σТД

S =σТД σэкв ≥1

Влияние способа сборки и температуры Д на работоспособность соединения с натягом.

Способы запрессовки: (+) самый простой спобоб.

1.Запрессовка. Недостатки: смятие и частичное срезание шероховатостей посадочных пов-тей, возможность неравномерных деф-ций Д и повреждения их торцов, след.,

ослабление прочности Д. до 1,5 раз по сравнению с темп-ной сборкой. Для облегчения сборки и уменьшения срезания концу вала и краю отверстия придают конич. форму. Коэф. трения мал : f = 0.08

2. Нагрев втулки. Недостатки: возможность изменения структуры Ме, появление окалины и коробления. Влияние температуры:

Имеет место, если Д вып-на из разных мат-лов.

α1	<α2 . Нагрев до t. ∆1 =α1d∆t =α1 (t −tср )d, ∆2	=α2 D∆t =α1 (t −tср )D; d ≈ D; tср = 20о С
∆2	+ N расч. = N + ∆1; N расч. = N + ∆1 − ∆2 = N −(α2	−α1 )d(t −tср ). Вывод: при нагреве натяг уменьшается.

Охлаждение. ∆1 + N расч. = N + ∆2 ; N расч. = N + ∆2 − ∆1 = N + (α2 −α1 )d(t −tср ). При охл-и натяг увеличивается. 3. Гидропрессование. ( масло под давлением, снятие микронеровностей, f = 0.14)

11

15. Способы повышения нагрузочной способности соединений с натягом. Для уменьшения жесткости:

1.Сделать канавки на отверстии

2.Сделать канавки на вале

3.Изменить форму вала

4.Сделать ступицу

При сборке запрессовкой – для облегчения сборки и уменьшения срезания шероховатостей посадочных поверхностей концу вала и краю отверстия придают коническую форму.

12

16. Общая хар-ка и область применения сварных соединений.

Неразъемные соединения. В зав. от способа расплавления Ме получают след. образом:

1.Электродуговые

2.Трением

3.Электронным пучком

4.Лазерным пучком

Электродуговая сварка: ручная; полуавтоматическая; автоматическая. Достоинства:

1.Возможность получения равнопрочных соединений

2.Относительно низкий вес

3.Низкая стоимость и возможность автоматизации

4.Отсутствие шума при сборке

Недостатки:

1.Качество швов зависит от квалификации сварщика

2.Изменение мех. cв-в мат-ла в зоне сварного шва

3.Коробление Ме-конструкций после сварки. Необх. рихтовка и отжиг для снятия внутренних напряжений Виды швов: стыковой; угловой; тавровый; нахлесточный.

Применяют в массовом производстве сварки труб, арматуры, корпусов самолетов; венцы и шейки зубчатых колес и коленчатых валов; часто заменяют литые и кованые Д.

13

Расчет на прочность стыковых сварных швов.

При растяжении: σ p = F A = Fδb ≤ [σ]′; [σ]′ =ϕ[σ]. ϕ - коэф. прочности сварного шва. ϕ = 0,9 −1,0 При изгибе: σи = M W = M (δ 2b6) ≤ϕ[σ].

При кручении: τкр = TWP = T(πd 3 16) ≤ϕ[σ]

Материалы для сварных Ме-конструкций: низкоуглеродистые стали; низколегированные стали.

14

17. Расчет сварных соединений с фланговыми, лобовыми и тавровыми швами на статич. прочность. 1. Фланговый шов 2. Лобовой шов 3. Тавровый шов

2
F	1	F		F	F
				l
				Л
l
ф
Ф ≤ 50k;				′
τ = F A = F		τ =′F A = F 2 0,7k Л ≤ [τ ]
	2 0,7k Ф ≤ [τ		];
[τ ]=ϕ[σ]P =ϕσT [S];
′
ϕ = 0,6...065. Предполагаем,
что касательное напряжение
действует вдоль швов

T
a)
F
b
б)	k

а) σE = σT +σF = TWX + F A ≤ [σ′];

WX = δb2 6; A = δb

′	];
б) τ =τT +τF = T WX + F A ≤ [τ

WX = 2 0,7kb2 b;

A = 2b0,7k

15

18. Осн. факторы, влияющие на усталостную прочность сварных соед. Рекомендации по проектированию. Факторы:

1.Концентрация напряжений

2.Коэф. асимметрии R и частота нагружения

3.Наличие дефектов сварного шва

4.Вид шва

5.Наличие ТО

Рекомендации:

1. Концентрация напряжений: Kσ , Kτ .

16

19. Общая хар-ка, классификация область применения заклепочных соединений.

Неразъемное соединение. В большинстве случаев применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Образуют расклепыванием стержня заклепки, вставленной в отверстие Д.

Классификация:

1.По форме заклепок: сплошные, полые, потайные, затяжные.

2.По требованиям: прочные (+клей), плотные, плотно-прочные.

3.По способу клепки: холодная, горячая.

4.По конструкции: нахлесточные, стык с 1 накалкой, стык с 2 накалками.

5.По материалу: сталь, Al сплавы, латунь.

Достоинства:

1.Возможность соединения разных материалов.

2.Соединение Д, не допускающих нагрева и коробления

3.Для соединений, требующих высокой длительности разрушения. Недостатки:

1.Высокая стоимость

2.Низкая технологичность

3.Шум

4.Возможность получения гальванических пар.

17

20. Критерии работоспособности и расчет заклепочных соединений на прочность.

При расчете заклепочных соединений, нагруженных слой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

Расчет:

F/2	2/
	F
F/2

τ	CP	= F iA = F iπd 2	/ 4 ≤ [τ]; [τ]≈100...140МПа
		CP
σСM = F ACM = F dδ ≤ [σСM ]
[σСM ]≈180...300МПа

18

21. Общая характеристика и критерии работоспособности штифтовых соединений.

dШТ

Основным проверочным расчетом штифтов является расчет на срез.

τCP = Ft ACP ≤ [τ]; Ft = 2T d ; ACP = 2(πdШТ2 4)= πdШТ2 2; τCP = 4T dπdШТ2 ≤ [τ]

Штифты: конические; цилиндрические. Применяются для неподвижного соединения

фланцев, крышек, оснований корпусов и т.д.

19

22. Общая характеристика, классификация и область применения резьбовых соединений. Сравнительная хар-ка болтовых, винтовых, шпилечных соединений.

Достоинства:

1.Высокая нагрузочная способность

2.Резьба стандартизована

3.Высокая взаимозаменяемость

4.Удобство сборки и разборки с пом. стандартного инструмента.

5.Низкая стоимость в массовом производстве

6.Высокая технологичность

Недостатки:

1.Высокая концентрация напряжений

2.Сложность контроля напряжений

3.Необходимость стопорения гайки от отвинчивания Классификация: крепежные; ходовые; крепежно-уплотнительные. Виды крепежных резьбовых соединений:

1.Болтовое.

А) Высокая нагрузочная способность Б) Самая низкая стоимость

В) Требуется место для головки болта и гайки

2.Винтовое.

А) Наиболее дорогое Б) Низкая нагрузочная способность

В) Не допускается частая разборка Г) Используется, когда нет места для гайки

3.Шпилечное.

А) Допускает частую разборку Б) Нижний фланец может быть выполнен из менее прочного материала.

20