Расчет сварных соединений

Пример 1. Рассчитайте сварное соединение для двух полос толщиной d = 8 мм, на которое действует растягивающая сила F = 320 кН (рис. 4.4.6). Материал полос – сталь Ст. 2.

Решение.

1. Для сварки полос принимаем односторонний без скоса кромок стыковой шов, вид сварки – ручная дуговая, электроды – Э42.

2. Определяем допускаемое напряжение для сварного соединения

МПа.

 

3. Определяем длину стыкового шва:

мм.

4. Конструкция сварного соединения представлена на рис. 4.4.6. Ширину полосы принимаем b = 320 мм.

Практикум по теме «Муфты»

Пример 1.Рассчитайте предохранительную фрикционную дисковую муфту для соединения валов диаметром Æ 65 мм; передаваемый номинальный момент = 1181,3 Н×м, частота вращения () равна 37,8 об/мин.

Решение. Для соединения валов применим предохранительную фрикционную дисковую муфту. Эти муфты устанавливают в передачах, испытывающих перемененные нагрузки, при критической нагрузке они должны срабатывать, а при снижении передаваемого момента до расчетной величины – автоматически включать передачу. Одна полумуфта дисковой фрикционной муфты закреплена посадкой с натягом, а вторая подвижна в осевом направлении. Прикладывая к подвижной полумуфте осевую силу , замыкают муфту и обеспечивают передачу момента за счет сил трения на стыке торцовых поверхностей полумуфт. Момент срабатывания таких муфт под действием критической нагрузки регулируют пружинами, создающими осевую силу – предельное значение ее определяют из условия, чтобы давление на диски не превышало допустимой величины :

,

где D₁, D₂ – наружный и внутренний диаметры кольцевой поверхности трения дисков.

Считают, что сила трения равномерно распределена по поверхности стыка, имеющей вид кольца. В этом случае суммарная сила трения приложена на расстоянии приведенного радиуса трения R от оси вращения:

.

Предельный момент начала срабатывания муфты определим из условия равенства его момента от сил трения на дисках:

,

где f – коэффициент трения; z – число пар поверхностей трения.

Определим расчетный момент:

,

где k = 1,3 – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации привода [2];

1536 Н×м.

По справочнику находим наружный диаметр муфты 290 мм.

Диски стальные, ведущие – с асбестовыми прокладками; коэффициент трения f = 0,3; допустимая величина [p] = 0,25 МПа.

Диаметры кольца трения:

- наружный 260 мм; принимаем 250 мм;

- внутренний 160 мм; принимаем 150 мм.

Приведенный радиус кольца трения R:

306,25.

Допускаемая осевая сила:

7850 Н,

Число пар трения:

2,13.

Округляем до четного числа 4.

Число дисков: ведущих ; ведомых .

Уточняем:

4180 Н.

Условие F_a £ [F_a] выполнено.

Тестовые задания по разделу «Детали машин

и основы конструирования»

1. Как называется механическое устройство, предназначенное для выполнения требуемой полезной работы, связанной с процессом производства, транспортирования или с процессом преобразования энергии?

а) деталь;

б) узел;

в) механизм;

г) машина.

2. К какому классу можно отнести электродвигатель по характеру рабочего процесса и назначению?

а) машины – преобразователи (генераторы);

б) технологические машины;

в) машины – двигатели;

г) информационные машины.

3. Что из перечисленного является деталью машин общего назначения?

а) ротор;

б) поршень;

в) патрон токарного станка;

г) детали общего назначения не перечислены.

4. Как называется деталь, изображенная на рисунке?

а) звездочка;

б) зубчатое колесо;

в) шкив;

г) изображенная деталь не указана.

5. Как называется свойство материалов детали в определенных пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные нагрузки?

а) прочность;

б) жесткость;

в) долговечность;

г) надежность.

6. Как называется расчет, определяющий фактические характеристики (параметры) детали?

а) расчет на прочность;

б) проектный расчет;

в) расчет на безопасную нагрузку;

г) проверочный расчет.

7. Укажите последовательность расчета и проектирования детали: 1) расчет размеров по допускаемым напряжениям; 2) конструктивная проработка детали; 3) оценка прочности по запасам прочности.

а) 1, 2, 3;

б) 2, 1, 3;

в) 2, 3, 1;

г) 3, 2, 1.

8. Укажите ординату среднего напряжения цикла при следующем законе изменения напряжений:

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4.

9. Чему равен коэффициент асимметрии цикла R для постоянного цикла?

а) R = 0;

б) R = 1;

в) R = – 1;

г) R = ∞.

10. Опишите взаимное положение валов в передаче 10 – 11 на рисунке.

а) передача с параллельными осями валов;

б) передача с пересекающимися осями валов;

в) передача с перекрещивающимися осями валов;

г) определить нельзя.

11. Покажите на рисунке (см. вопрос 10) червячную передачу.

а) поз. 2 – 3;

б) поз. 4 – 5;

в) поз. 8 – 9;

г) поз. 10 – 11.

12. Покажите на рисунке (см. вопрос 10) машину-орудие.

а) I;

б) II;

в) III;

г) IV.

 

13. В чем заключается назначение механических передач?

а) вырабатывать энергию;

б) воспринимать энергию;

в) затрачивать энергию на преодоление внешних сил, непосредственно связанных с процессом производства;

г) преобразовывать скорость, вращающий момент, направление вращения.

14. Как классифицируют зубчатую передачу по принципу передачи движения?

а) трением, передача гибкой связью;

б) зацеплением, передача гибкой связью;

в) трением, с непосредственным контактом деталей;

г) зацеплением, с непосредственным контактом деталей.

15. На каком рисунке изображена фрикционная передача?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) 5.

16. Какое из приведенных отношений называют передаточным числом одноступенчатой передачи?

а) ;

б) ,

в) ;

г) все вышеперечисленные.

17. Какое из приведенных отношений называют механическим коэффициентом полезного действия одноступенчатой передачи?

а) ;

б) ;

в) ;

г) все вышеперечисленные.

18. Определите общее передаточное число u_общ трехступенчатой последовательно соединенной передачи, если u₁ = 2, u₂ = 4, u₃ = 2.

а) u_общ.= 8;

б) u_общ.= 16;

в) u_общ.= 4;

г) u_общ.= 1.

19. По какому из приведенных соотношений определяется общий КПД двухступенчатой последовательно соединенной передачи?

а) η_общ= η₁ + η₂;

б) η_общ= η₁ – η₂;

в) η_общ= η₁· η₂;

г) η_общ= η₁: η₂.

20. Можно ли применять фрикционную передачу для изменения скорости приводных колес автомобиля, снегохода и т.д.?

а) нельзя;

б) можно;

в) необходимо произвести соответствующий расчет;

г) однозначно сказать нельзя.

21. Определите передаточное число фрикционной передачи, воспользовавшись следующими данными (скольжением пренебречь): n₁ = 1000 об/мин, n₂ = 2000 об/мин, D₁ = 100 мм, D₂ = 200 мм.

а) 1;

б) 2;

в) 0,5;

г) 10.

22. Как называется передача, изображенная на рисунке?

а) цилиндрическая фрикционная с гладкими катками;

б) цилиндрическая фрикционная с катками клинчатой формы;

в) коническая фрикционная;

г) червячная.

23. На каком рисунке изображена коническая фрикционная передача?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) на рисунках нет данной передачи.

24. Какое основное отличие зубчатой передачи от фрикционной (с конструктивной точки зрения)?

а) постоянство передаточного числа;

б) непостоянство передаточного числа;

в) назначение;

г) нет отличий.

25. Как классифицируется по взаимному расположению колес передача, показанная на рисунке?

а) внешнее зацепление;

б) внутреннее зацепление;

в) реечное зацепление;

г) определить нельзя.

26. Укажите формулу для определения модуля зубчатого зацепления

а) ;

б) ;

в) ;

г)

27. Определите передаточное число зубчатой передачи, если число зубьев колеса равно 63, а число зубьев шестерни равно 21.

а) u = 1323;

б) u = 42;

в) u = 3;

г) u = 1/2.

28. Укажите позицию, которой обозначен диаметр делительной окружности зубчатого колеса.

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4.

29. Определите передаточное число червячной передачи, если число зубьев колеса равно 30, число заходов червяка равно 2.

а) 60;

б) 15;

в) 1/15;

г) определить нельзя.

30. Как называется деталь, обозначенная на рисунке цифрой 1?

а) червячное колесо;

б) зубчатое колесо;

в) червяк;

г) винт.

31. К передачам какого типа относится ременная передача?

а) к передачам непосредственного касания за счет сил трения;

б) к передачам гибкой связью зацеплением;

в) к передачам гибкой связью за счет сил трения;

г) к передачам непосредственного касания зацеплением.

32. На каком из рисунков изображена плоскоременная передача?

а) поз. 1;

б) поз. 2;

в) поз. 3;

г) поз. 4.

 

 

33. Какая цепь показана на рисунке?

а) втулочная;

б) роликовая;

в) зубчатая;

г) определить нельзя, но не зубчатая.

34. Как называют деталь, предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т.д. и для передачи вращающего момента?

а) вал или ось;

б) вал;

в) подвижная ось;

г) неподвижная ось.

35. На каком из рисунков изображен карданный вал?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) 5.

36. Как называют переходные участки между ступенями валов и осей, выполняемые для снижения концентрации напряжений и увеличения долговечности

а) канавка;

б) галтель;

в) фаска;

г) цапфа.

37. Какая из цапф называется шипом (R, A – нагрузки, воспринимаемые цапфами)?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 1 и 3.

 

 

38. Как рассчитывают подвижные оси на прочность?

а) только на изгиб;

б) только на кручение;

в) на совместное действие изгиба и кручения;

г) на растяжение (сжатие).

39. Сколько деталей включает шпоночное соединение?

а) одну;

б) две;

в) три;

г) четыре.

40. Какая из деталей, изображенная на рисунке является призматической шпонкой?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 1 и 3.

41. Определите по рисунку тип зубьев (шлицев) на валу 1.

а) прямобочные;

б) эвольвентные;

в) треугольные;

г) определить нельзя.

42. Какой вид шпоночных соединений из приведенных ниже является напряженным?

а) соединения призматическими шпонками;

б) соединения сегментными шпонками;

в) соединения клиновыми шпонками;

г) соединения торцевыми призматическими шпонками.

43. Зубчатые (шлицевые) соединения проверяют по условию прочности на … .

а) изгиб;

б) кручение;

в) смятие;

г) срез.

44. Какой тип подшипника показан на рисунке?

а) неразъемный подшипник скольжения;

б) разъемный подшипник скольжения;

в) самоустанавливающийся подшипник скольжения;

г) подшипник качения.

45. Какой элемент подшипника качения обозначен на рисунке цифрой 1?

а) наружное кольцо;

б) внутреннее кольцо;

в) тела качения;

г) сепаратор.

46. Как классифицировать подшипник, показанный на рисунке, по направлению воспринимаемой нагрузки?

а) радиальный;

б) радиально-упорный;

в) упорный;

г) упорно-радиальный.

47. Диаметр вала под подшипником качения равен 110 мм. Определите номер подшипника.

а) 312;

б) 4332;

в) 7322;

г) 6311.

48. Какой внутренний диаметр (мм) имеет подшипник 8205?

а) 0,5;

б) 5;

в) 25;

г) 205.

49. Изменяют ли с помощью муфты угловую скорость одного вала относительно другого?

а) изменяют;

б) не изменяют;

в) изменяют только вращающий момент;

г) изменяют только направление вращения.

50. Какие соединения из перечисленных ниже являются неразъемными?

а) резьбовые;

б) шпоночные;

в) сварные;

г) все перечисленные.

51. Как называется деталь, показанная на рисунке?

а) винт;

б) болт;

в) шпилька;

г) гайка.

52. Определите тип резьбового соединения, показанного на рисунке?

а) винтовое;

б) болтовое;

в) соединение шпилькой;

г) определить нельзя.

53. Определите профиль резьбы, изображенной на рисунке?

а) метрическая;

б) прямоугольная;

в) трапецеидальная;

г) упорная.

54. Покажите на рисунке закладную головку заклепки.

а) поз. 1;

б) поз. 2;

в) поз. 3;

г) поз. 4.

55. Как называется сварной шов, показанный на рисунке?

а) стыковой;

б) нахлесточный;

в) угловой;

г) тавровый.

56. Как классифицировать сварные швы, указанные стрелками?

а) стыковые;

б) лобовые;

в) фланговые;

г) с накладками.

 

57. Выберите из предложенных формул условие прочности на растяжение (сжатие) стыкового сварного шва

а) ;

б) ;

в) ;

г)

58. Выберите условное графическое обозначение для зубчатой цилиндрической передачи.

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) 5.

59. Из перечисленных деталей назовите детали, которые относятся к группе «детали – соединения».

а) винты;

б) оси;

в) подшипники;

г) муфты.

60. В чем заключается расчет на тяговую способность клиноременных передач?

а) в определении площади поперечного сечения;

б) в определении допускаемого полезного напряжения;

в) в определении требуемого числа ремней;

г) все вышеперечисленное.