Задача 2. Задача 11

Задача 2

Определить необходимые диаметр и длину срезного пальца в, показанной на рис., муфте предельного момента исходя из следующих условий: диаметр D=200мм., количество пальцев n=4, допускаемое напряжение среза материала пальца _ср=100Мпа., напряжение смятия _см=200Мпа.

Величина крутящего момента Т приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Т,Нм

Порядок решения:

Напряжение среза по сечению пальца , отсюда .

Напряжение смятия на поверхности пальца , где L - длина пальца.

Задача 3

Определить внутренний диаметр заклёпки из условия её прочности на срез и проверить заклёпку на смятие.

Исходные данные: S₁=S₂=8мм., диаметр заклёпки 15мм., [ _см] =120Мпа, [ _ср] =70Мпа. Значение силы Р приведено в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

P,кН

10,5

11,5

12,5

13,5

14,5

Порядок решения:

Напряжение среза в заклёпке (имеем две площадки среза),

отсюда . Напряжение смятия в заклёпке .

Задача 4

Определить наименьший наружный диаметр глухой муфты при следующих исходных данных: внутренний диаметр d =100мм., допускаемое напряжение на кручение материала муфты и шпонки =50Мпа., внешний крутящий момент Т, запас прочности по крутящему моменту К_з= 1,2. Определить требуемую длину шпонки, если её ширина в =28мм., высота h = 16мм., допускаемое напряжение смятия =200Мпа. Ослаблением сечения муфты из-за шпоночного паза пренебречь. Величина крутящего момента приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Т,Нм

Порядок решения:

Напряжение кручения в сечении муфты от действия крутящего момента

где Wp= - полярный момент сопротивления сечения без учёта шпоночного паза. Решая, получим: .

Длина шпонки из условия смятия ,

Длина шпонки из условия среза .

Сечение стандартной шпонки мм.

Задача 5

Круглый брус длиной L=1300мм. Нагружен силой Р=1000 N и силой Р₁= 1500 N. Расстояние а= 300мм., расстояние b =500мм. Допускаемое напряжение изгиба материала бруса [ s_из]=240Мпа. Определить диаметр стержня в месте приложения силы Р₁ и момента М. Варианты величины момента М приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

М,Нм

Порядок решения:

Напряжение изгиба бруса в сечении, где приложены сила Р₁ и момент М.

, W= ;

М_из= -R_ba + M. M_из = R_a (L-b-a) - P₁b + M.

Определяем большее из этих значений ; .

Диаметр бруса .

Задача 6

Кронштейн приварен к стенке двумя угловыми швами. На кронштейн воздействуют силы Р и Р₁. Определить необходимую величину катета сварного шва. Допускаемое напряжение в сварном шве = 60МПа. Определить толщину кронштейна d из условия, что допускаемое напряжение материала кронштейна _из= 100МПа. Значения сил Р и Р₁ приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

P,кН		1,2	1,5		2,5	2,5	2,5		3,5
P₁,кН	0,8			1,5	1,5		2,5	2,5		2,5

Порядок решения:

Суммарное напряжение в сварном шве ;

; ; где: - напряжение от изгибающего момента (от силы Р), - напряжение от силы Р₁, k - искомый катет шва.

Толщина кронштейна определится из условия его прочности.

Суммарное напряжение в кронштейне s =s_m+s_р1 ; отсюда

Задача 7

Труба наружным диаметром D=150мм, и внутренним диаметром d =150мм приварена к вертикальной стенке. Длина трубы а= 300мм. Труба нагружена осевой силой Р= 10кN и крутящим моментом Т. Определить величину катета, которым необходимо приварить трубу, из условия, что допускаемое напряжение в сварном шве . Значения крутящего момента Т приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов таблицы.

Т,Нм

Порядок решения:

Суммарное напряжение в сварном шве возникает от изгибающего момента, создаваемого силой Р, и от крутяшего момента Т. Напряжения действуют во взаимно перпендикулярных плоскостях , т. е. .

- здесь принято, что катет шва мал в сравнении с D и напряжения распределены равномерно по кольцевой площадке диаметром D .

- здесь принято, что W .

Решая, получим: .

Если труба приварена стыковым швом, то ; ;

Задача 8

Определить силу, которую необходимо приложить к ключу длиной L при завинчивании болта по приведенному рисунку, до получения в теле болта напряжений, равных пределу текучести (т. е. когда срежется головка болта при его завинчивании). Предел текучести материала болта по напряжениям среза – 150МПа. Диаметр болта – 16мм. Варианты длины ключа приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

L,мм

Порядок решения:

Напряжение среза в теле болта , Т_зав = Рl , где Р - искомая сила.

- полярный момент сопротивления сечения болта.

Решая данные зависимости, получим .

Задача 9

Определить силу,которую необходимо приложить к ключу длиной 300 мм. при завинчивании болта с резьбой М16 2 по приведенному рисунку,до появления в резьбе болта напряжений смятия и напряжений среза. Трениемна торце болта пренебречь.

Исходные данные: средний диаметр резьбы d₂ = 15 мм, предел текучести материала болта по напряжениям смятия s_{см =} 250 Мпа, по напряжениям среза _ср – 150 Мпа, коэффициент трения болта по гайке f= 0,15; угол профиля резьбы – 60⁰, коэффициент неравномерности распределения нагрузки по виткам резьбы k= 0,87; коэффициент заполнения резьбы k_m– 0,65. Высота витка резьбы h= 1 мм. Высота гайки “H” приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Н,мм

Порядок решения:

Напряжение среза в резьбе болта ; напряжение смятия .

где Р - осевая сила при затяжке болта, t - шаг резьбы.

; где Т_зав =Р_завl - завинчивающий момент и Р_зав - искомая сила.

Решая, получим ;

;

; .

Задача 10

Определить завинчивающий момент, который необходимо приложить к, показанному на рисунке болтовому соединению, чтобы стягиваемые детали не разошлись от воздействия сил Р. Исходные данные: средний диаметр резьбы d₂₌ 15мм, угол подъёма резьбы = 2,431⁰; угол трения в резьбе =9,65⁰; коэффициент трения в резьбе f= 0,15. Трением на торце гайки пренебречь. Значение силы Р приведено в таблице.

Р,кН

0,7

1,1

1,5

2,5

3,5

4,5

Порядок решения:

Необходимое усилие затягивания деталей Р_зат= ;

Момент, прилагаемый к болтовому соединению, для получения Р_зат

Т_зав= 0,5Р_затd₂tq( ); где ;- угол подъёма резьбы, t -шаг резьбы.

- приведенный угол трения в резьбе.

Совместное решение: Т_зав= .

Задача 11

На рисунке показано крепление крышки резервуара болтами с эксцентрично приложенной нагрузкой (болтами с костыльной головкой). Болты затянуты силой F. Определить внутренний диаметр резьбы болта d из условия растяжения и изгиба, принимая допускаемое напряжение растяжения [s_р]=100МПа; величину e-эксцентриситета приложения нагрузки принять равной диаметру болта.

Задачу решить по одному из вариантов.

F,кН

1,5

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

Порядок решения:

В приведенном на рисунке болте под действием силы F возникают напряжения растяжения равные и напряжения изгиба , где W =0.1d³- момент сопротивления стержня изгибу. Эквивалентное напряжение в теле болта вычисляется по формуле s_э=1,3s_р +s_и,<[s_р] , где 1,3 – коэффициент, учитывающий напряжение кручения при затяжке болта.

Отсюда искомый .

Задача 12

Определить усилие затяжки болтов крышки резервуара из условия нераскрытия стыка, при следующих исходных параметрах: - диаметр резервуара D₁= 200мм; давление внутри резервуара постоянное q=X(МПа); коэффициент запаса по затяжке k= 1,5; коэффициент внешней нагрузки c =0,5 Задачу решить по одному из вариантов.

Х,МПа

Порядок решения:

Для обеспечения нераскрытия стыка сила, сжимающая детали в стыке всегда должна быть больше нуля. В данном случае часть нагрузки от внутреннего давления, равная cF, дополнительно нагружает крепёжные болты, а остальная часть, равная (1-c)F, идёт на разгрузку стыка. Данное условие выражается в виде F_з=k(1-c)F. Сила от внутреннего давления F=q* pD₁²/4.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒