- •Введение
- •1. Расчёт винтовых механизмов
- •1.1. Расчет винтовой пары
- •1.1.1. Выбор расчетной нагрузки
- •1.1.2. Материалы и допускаемые напряжения винта и гайки
- •1.1.3. Выбор типа резьбы
- •1.1.4. Расчёт резьбовой пары на износ
- •1.1.5. Выбор шага резьбы
- •1.1.6. Проверка витков резьбы на прочность
- •1.1.7. Конструирование и проверочный расчет элементов гаек
- •1.1.8. Расчет винта на прочность и устойчивость
- •1.2. Расчёт прочих деталей винтового механизма
- •1.2.1. Разработка опорных узлов винтового механизма
- •1.2.2. Разработка узла рукоятки
- •1.2.3. Расчеты направляющего устройства
- •1.2.4. Расчёт салазок для горизонтального перемещения груза
- •1.2.5. Расчет прочих деталей винтовых механизмов
- •1.2.6. Определение кпд винтового механизма
- •2. Расчёт соединений винтовых механизмов
- •2.1. Шпоночные, шлицевые (зубчатые) и штифтовые соединения
- •2.1.1. Конструктивные разновидности шпоночных соединений
- •2.1.2. Призматические врезные шпонки
- •2.1.3. Сегментные шпонки
- •2.1.4. Призматические направляющие шпонки
- •2.1.5. Призматические скользящие шпонки
- •2.1.6. Расчёт на прочность ненапряжённых шпоночных соединений
- •2.1.7. Конструктивные разновидности шлицевых соединений
- •2.1.8. Прямобочные шлицевые соединения
- •2.1.9. Эвольвентные шлицевые соединения
- •2.1.10. Расчёт на прочность шлицевых соединений
- •2.1.11. Штифтовые соединения
- •2.2. Сварные соединения
- •2.2.1. Типы сварных соединений в зависимости от расположения свариваемых деталей различают соединения:
- •2.2.2. Расчёт на прочность стыковых сварных соединений
- •2.2.3. Расчет на прочность центрально нагруженных нахлесточных (валиковых) сварных соединений
- •2.2.4. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных моментом в плоскости стыка деталей
- •Шов простой
- •Шов комбинированный
- •2.2.5. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •Соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •2.2.6. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных отрывающим усилием
- •При нагружении отрывающим усилием
- •2.3. Резьбовые соединения
- •2.3.1. Расчёт на прочность болта затянутого болтового соединения в отсутствие внешней нагрузки
- •2.3.2. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного нецентрально приложенным сдвигающим усилием
- •Нецентрально приложенным сдвигающим усилием с установкой болтов в отверстия с зазором
- •2.3.3. Расчет болтов клеммовых соединений
- •Расчет клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом
- •2.3.4. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного осевым усилием
- •Податливость болтов
- •Податливость деталей
- •2.3.5. Расчёт сложно нагружённого болтового соединения
- •Расчет усилия затяжки болта из условия отсутствия сдвига
- •Примерный порядок расчёта сложно нагруженной группы болтов
- •2.3.6. Расчёт соединений с заклёпками или болтами, поставленными в отверстие без зазора
- •Действующих в соединении
- •3. Принципы конструирования винтовых механизмов
- •3.1. Общие приёмы конструирования
- •3.2. Общие технологические соображения при конструировании
- •3.2.1. Выбор рациональной формы деталей
- •3.2.2. Применение стандартов при конструировании
- •3.3. Технологические соображения, связанные с механической обработкой деталей
- •И согласовано (б) с возможностью его обработки
- •3.4. Конструктивные соображения при проектировании
- •К онсольного нагружения пролётным
- •Р ис. 3.17. Устранение ослабления втулки
- •При затяжке резьбовых соединений
- •По условию сборки
- •3.5. Правила конструирования корпусных деталей
- •3.5.1. Толщина стенок отливки
- •3.5.2. Требования, предъявляемые к конструкции отливок, связанные с технологией изготовления литейных форм
- •3.5.3. Конструирование сварных деталей
- •3.6. Правила разработки чертежей
- •3.6.1. Сборочные чертежи
- •3.6.2. Рабочие чертежи
- •Библиографический список
- •Приложение
- •На основании данных расчета разработать сборочный чертеж и рабочие чертежи винта, гайки и корпуса в масштабе 1:1.
- •Оглавление
2.2.3. Расчет на прочность центрально нагруженных нахлесточных (валиковых) сварных соединений
Нахлесточные соединения отличаются от стыковых более высокой концентрацией напряжений. Все нахлесточные (валиковые) сварные соединения, вне зависимости от нагружения, рассчитываются на срез (срезается шов по плоскости, проходящей через биссектрису прямого угла сварного шва) (рис. 2.25).
Рис. 2.25. Плоскость среза шва
Как видно из рис. 2.25, толщина наплавленного металла может быть выражена через катет сварного шва k:
,
тогда подставив h в формулу (2.11) получим:
. (2.16)
В лобовых сварных соединениях концентрация напряжений обусловлена поворотом силового потока (изгибом). Расчет соединения поясняет рис. 2.26.
Рис. 2.26. Расчетная схема лобового сварного соединения
1. Считаем это соединение центрально нагруженным.
Условие прочности шва на срез:
; (2.17)
. (2.18)
В этом случае, так как неизвестны два параметра, конструктор задаёт один, а другой находит: например задаёт длину шва, а находит катет шва.
Таблица 2.6
Рекомендации по выбору катета
Толщина материала δ, мм |
3-6 |
6-10 |
10-18 |
18-30 |
Значение катета: - минимальное Kmin, - максимальное Kmax, |
3 |
4 |
6 |
8 |
δ |
2. Следует учитывать, что в действительности силы приложены друг относительно друга на некотором плече , что обусловливает момент, который действует на элементы сварного шва. Расчетная схема соединения приведена на рис. 2.27.
, (2.19)
, (2.20)
где – дополнительная сила, , ,
. (2.21)
Условие прочности шва:
.
Шов сварной лобовой можно считать центрально нагруженным (т. е. проводить расчет по п.1) при .
Фланговые сварные соединения, расчетная схема приведена на рис. 2.28.
Рис. 2.28. Фланговое сварное соединение
Условие прочности шва:
. (2.22)
Напряжения распределены по длине шва неравномерно – к концам шва они увеличиваются, в связи с этим на практике длину шва ограничивают: . Если при этом нельзя обеспечить выполнение условия равнопрочности, то соединение усиливают дополнительным прорезным или лобовым швом.
Пример комбинированного сварного соединения приведен на рис 2.29.
Рис. 2.29 Комбинированное сварное соединение
Условие прочности шва:
, (2.23)
(2.24)
Расчетная схема кругового шва, нагруженного крутящим моментом, приведена на рис. 2.30 а.
Расчету подлежат швы № 1 и № 2:
Шов № 1
Сечение кругового шва приведено на рис. 2.30 б.
Из рисунка: d1 = d + 2.0,7k
Условие прочности шва:
, (2.25)
где
. (2.26)
Для узких кольцевых сечений (рис. 2.31):
. (2.27)
Учитывая, что в данном случае ,
, (2.28)
имеем:
. (2.29)
Шов № 2
, (2.30)
, т. к. .
В целях повышения технологичности швы выполняют одним и тем же катетом, и, исходя из этого, задача расчета шва № 2 сводится к определению его длины:
Подставим в (2.30), плучим , из последнего выражения находим lш:
. (2.31)
Поскольку , шов № 2 выполняют прерывистым.