Волкова Сборник задач по курсу Детали 2007

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR1, кН	2,2	2,3	2,2	2,4	2,3	2,3	2,1	2,5	2,0	2,4
FR2, кН	9,9	10,2	9,8	10,3	10,0	10,4	9,7	10,1	9,6	10,5
KБ	1,4	1,5	1,2	1,6	1,4	1,3	1,1	1,7	2,0	1,8
dВ, мм	55	60	55	60	55	60	55	60	55	60
n, мин-1	620	550	640	560	630	570	650	580	610	590
Lh, 103 ч	20	19	21	18	22	23	24	19	18	25

Рис. 6.1	Рис. 6.2

Рис. 6.3

Задача 6.4. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.4), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.

51

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR1, кН	4,6	4,8	4,6	4,8	4,6	5,0	5,0	4,6	5,2	4,8
FR2, кН	1,8	1,9	1,7	1,8	1,6	2,0	1,9	1,8	2,1	2,0
FA, кН	0,9	0,8	0,8	1,0	1,0	1,2	1,1	0,7	1,3	0,9
KБ	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,4	1,5	1,6	1,7
dВ, мм	40	40	50	50	40	50	40	40	50	50
n, мин-1	1420	1400	1420	1400	1440	1440	1380	1460	1360	1380
Lh, 103 ч	12	10	10	12	11	13	9	13	9	11

Рис. 6.4

Задача 6.5. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.5), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR1, кН	2,3	2,8	2,4	3,0	2,5	2,9	2,3	2,7	2,2	3,1
FR2, кН	1,7	1,9	1,7	2,0	1,8	1,8	1,8	1,6	1,5	1,9
FA, кН	0,6	0,8	0,5	0,9	0,7	0,6	0,7	0,8	0,5	1,0
KБ	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	1,2	1,3	1,4
KT	1,0	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1,0	1,0	1,0
dВ, мм	35	40	35	40	35	40	35	40	35	40
n, мин-1	3000	2900	3100	3000	3200	2800	2900	2700	3000	2900
Lh, 103 ч	11	12	13	14	15	16	10	11	12	13

52

Рис. 6.5

Задача 6.6. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.6), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR1, кН	16,5	20	16,8	19,6	17,0	20,4	16,4	20,2	16,6	19,8
FR2, кН	12,8	13,4	13,0	13,2	12,9	13,6	12,6	12,2	12,7	13,2
FA, кН	6,1	6,5	6,2	6,2	6,2	6,7	6,0	6,4	5,9	6,2
KБ	1,5	1,4	1,3	1,6	1,7	1,8	1,4	1,5	1,6	1,7
KT	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1
dВ, мм	90	100	90	100	90	100	90	100	90	100
n, мин-1	1800	1900	2000	1800	2100	1700	1900	1600	1700	1500
Lh, 103 ч	8	9	10	11	12	8	9	10	11	12

Задача 6.7. Подобрать подшипники для вала червяка по схеме (рис. 6.7), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент KT = 1,0. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.

53

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR1, кН	1,4	2,2	1,6	2,0	1,5	2,4	1,3	2,2	1,4	2,4
FR2, кН	1,2	1,5	1,3	1,4	1,3	1,5	1,1	1,4	1,1	1,4
FA, кН	2,8	3,6	3,0	3,6	2,9	3,8	2,6	3,5	2,9	3,6
КБ	1,3	1,5	1,4	1,2	1,6	1,6	1,1	1,1	1,5	1,3
dВ, мм	40	50	40	50	40	50	40	50	40	50
n, мин-1	360	360	380	380	400	400	340	340	360	320
Lh, 103 ч	7	8	8	7	9	10	10	9	5	6

Рис. 6.6

Рис. 6.7

54

Задача 6.8. Подобрать тип подшипника качения и определить его грузоподъемность, если на подшипник действуют радиальная сила FR и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.Температура, при которой работает узел, T = 40–60 оС.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
FR, Н	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500
FA, Н	150	100	200	500	50	150	400	100	300	200
KБ	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	1,4
KT	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,3	1,2	1,2	1,6	1,6
n, мин-1	600	650	700	750	700	650	600	550	800	850
Lh, 103 ч	10	11	12	13	14	15	9	10	11	12

Задача 6.9. Подобрать подшипники качения для валов цилиндрических зубчатых колес, если число зубьев колес z1 = 20, z2 = 80, межосевое расстояние aW = 50 мм, расстояние между опорами вала l = 100 мм, частота вращения входного вала n = 400 мин-1, момент на входном валу M1 = 14 Н×м; службы подшипников Lh = 10000 ч.

Задача 6.10 (продолжение задач 4.3 и 5.6). Для валов коническоцилиндрической зубчатой передачи тележки координатного манипулятора (задачи 4.3 и 5.6, рис. 4.2) подобрать подшипники качения.

55

7. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Задача 7.1. Рассчитать плоскую спиральную пружину, если внутренний радиус барабана – r0, минимальный крутящий момент на валике пружины – Мmin, рабочее число оборотов барабана – ψ, материал – сталь с модулем упругости E, смазка – касторовое масло с графитом.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
r0, мм	21	20	22	19	20	21	22	20	19	21
Мmin, Н×м	5	6	5	7	6	7	8	7	6	6
ψ	7	6	7	6	7	6	7	6	7	6
E, ГПа	2,1	2,0	1,9	1,8	2,2	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1

Задача 7.2. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину сжатия, удерживающую люк сухой сборки реактора, если сила предварительной деформации – P1, сила рабочей деформации – P2, рабочий ход – h, наружный диаметр пружины – DН, скорость перемещения подвижного конца пружины – V0, число циклов до разрушения – N.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P1, Н	20	25	30	30	25	20	22	24	21	25
P2, Н	80	100	120	120	100	80	88	96	80	90
h, мм	30	35	40	35	30	40	35	30	40	35
DН, мм	10-12	10-12	10-12	12-14	12-14	12-14	8-10	8-10	8-10	11-13
V0, м/с	5	6	4	5	4	6	6	5	4	5
N, ×107	1	0,9	1,1	0,8	0,9	1	1,1	1,1	1	0,9

Задача 7.3. Рассчитать плоскую пружину, определив размеры ее сечения и деформацию, если один из ее концов жестко закреплен, максимальная нагрузка на другом конце – P, длина пружины – L0, материал – сталь 65Г, модуль упругости E = 21 ГПа, допускаемое напряжение изгиба [σ]ИЗГ = 700 МПа. Провести расчет для случая, когда один из концов пружины закреплен шарнирно неподвижно, другой – шарнирно подвижно, а нагрузка приложена в центре пружины.

56

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P, Н	10	15	5	8	12	15	10	5	8	12
L0, мм	70	90	60	70	80	100	80	70	80	90

Задача 7.4. Рассчитать уплотнительное устройство к установке для измерения твердости материалов при высоких температурах (рис. 7.1), если рабочий ход индентора h = 5 мм, полная (максимальная) длина сильфона J = 50÷55 мм, испытание образца производится при вакууме p = 1÷10 мПа, нагрузка на инденторе P = 40 Н, наружный (максимальный) диаметр сильфона 2RН = 55 мм,

Задача 7.5. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину кручения, смонтированную в рамке (рис. 7.2), если внешняя нагрузка (пульсирующая), приложенная к рамке – Q, расстояние от точки приложения силы Q до оси вращения рамки – b, рабочий угол закручивания – ϕР, индекс пружины c = 12.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q, Н	20	15	10	25	20	15	20	10	25	15
b, мм	40	50	30	35	45	40	35	40	30	45
a, мм	10	10	8	8	15	12	8	15	9	12
ϕР, рад	π/8	π/7	π/6	π/5	π/4	π/5	π/6	π/7	π/8	π/6

Рис. 7.1	Рис. 7.2

57

8.КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ, КОРПУСОВ И МЕХАНИЗМОВ

Задача 8.1. Разработать конструкцию сварной сборочной единицы взамен литой детали (рис. 8.1–8.20). Учесть требования технологичности сварного соединения.

1.Определить номенклатуру и количество деталей для сварной сборочной единицы.

2.Выбрать типы швов для сварки деталей ручной дуговой сваркой.

3.Выполнить чертежи всех деталей.

4.Выполнить сборочный чертеж сварной сборочной единицы и составить спецификацию.

Рис. 8.1

58

Рис. 8.2

59

Рис. 8.3

60