Расчетно-графическая работа

 

Главная

 

Расчет соединений с натягом и заклепочных

 

Задача 1.

Рассчитать цилиндрическое соединение с натягом, состоящее из вала, выполненного из стали 45, и шестерни, изготовленной из Стали 40ХН (рис.1). Диаметр вала под шестерней d, ширина шестерни b, диаметр окружности впадин шестерни df , и передаваемый шестерней момент T приведены в таблице 1. Недостающими данными задаться.

атяг-1

Рис.1. Цилиндрическое соединение вала и шестерни с натягом

 

Таблица 1. Исходные данные для задачи 1

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d, мм

35

40

45

50

45

50

30

35

50

55

 b, мм

30

45

40

60

50

40

30

40

50

60

df, мм

90

100

105

110

115

120

125

130

135

140

T, Нм

100

120

140

150

160

170

180

190

200

210

 

Задача 2.

Рассчитать цилиндрическое соединение с натягом, состоящее из зубчатого венца 1 червячного колеса, выполненного из бронзы БрА9Ж3Л и центра колеса 2 , выполненного из чугуна СЧ10. Посадочная поверхность диаметром d  длиной l. Диаметр отверстия для вала в центре колеса d1, диаметр окружности впадин зубчатого венца df ; а передаваемый червячным колесом момент Т (рис.2, таблица 2).

атяг-2

Рис.2. Цилиндрическое соединение с натягом венца червячного колеса с центром

 

Таблица 2. Исходные данные для задачи 2

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d, мм

150

160

180

180

190

260

200

280

220

170

d1, мм

55

60

65

50

75

80

70

85

90

95

l, мм

30

45

40

60

50

60

40

50

70

60

df, мм

190

200

225

240

255

320

265

330

285

240

T, Нм

200

250

340

280

260

320

280

300

320

310

 

Задача 3.

Определить толщину листов, накладок и размеры продольного и поперечного заклепочных швов цилиндрического автоклава, предназначенного для испытаний деталей под давлением (рис.3). Диаметр автоклава D и давление жидкости в автоклаве P0 заданы в таблице 3.

аклепка-5

Рис.3. Заклепочные швы цилиндрического автоклава

 

Таблица 3. Исходные данные для задачи 3

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

D, мм

500

600

750

850

950

800

900

700

550

650

P0, МПа

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

1,6

1,3

1,7

1,1

1,2

 

Задача 4.

Определить диаметр и количество заклепок в соединении встык с двумя накладками (рис.4), а также проверить прочность полос на растяжение по ослабленному сечению, если нагрузка F (таблица 4) приложена статически. Полосы и накладки изготовлены из стали Ст 3, заклепки - из стали Ст 2 , отверстия сверленые.

аклепка-3

Рис.4. Заклепочное соединение встык с двумя накладками

 

Таблица 4. Исходные данные для задачи 4

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

40

50

60

30

50

80

50

90

90

b, мм

150

200

160

200

120

140

200

220

200

320

l, мм

150

180

200

250

200

400

300

250

240

300

𝛿, мм

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

 

Задача 5.

Подобрать посадку, для передачи вращающего момента Т, в соединения с размерами (рис.5). Материал деталей - Сталь 50, шероховатость поверхностей - Ra1 и Ra2 (таблица 5).

атяг-3

Рис.5. Соединение с натягом

 

Таблица 5. Исходные данные для задачи 5

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d1, мм

40

60

50

80

100

70

40

30

40

50

d, мм

100

140

150

170

120

180

150

120

100

160

d2, м

180

220

230

240

150

220

220

180

150

135

T, Нм

400

500

450

300

600

550

600

700

900

650

l , мм

30

40

40

40

50

60

80

60

70

45

Ra1, мкм

0,8

1,6

3,2

3,2

1,6

1,6

3,2

1,6

3,2

1,6

Ra2, мкм

1,6

3,2

3,2

1,6

3,2

1,6

1,6

3,2

3,2

1,6

 

Задача 6.

Рассчитать заклепки, изготовленные из стали Ст2, крепящие скобы A к косынке B и косынку со швеллером C. Все детали соединений выполнены из стали Ст3. Сила, действующая на блок, 2F (рис.6). Толщина листов скобы и косынки δ (таблица 6).

аклепка-1

Рис.6. Заклепочное соединение косынки со швеллером

 

Таблица 6. Исходные данные для задачи 6

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

20

25

30

15

30

35

25

20

45

5

6,5

8

10

12

14

16

18

20

22

𝛿, мм

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

 

Задача 7.

Рассчитать заклепочное соединение: определить число и диаметр заклепок, соединяющих косынку 1 со швеллерной балкой 2; высоту косынки  а (рис.7). Материал косынки, швеллера и заклепок - сталь Ст3. Данные для расчета приведены в таблице 7.

аклепка-2

Рис.7. Заклепочное соединение косынки со швеллером

 

Таблица 7. Исходные данные для задачи 7

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

35

30

25

20

15

25

30

35

20

40

10

12

14

16

18

20

22

24

27

30

l, мм

500

450

400

600

650

500

550

700

650

600

b, мм

34

44

56

60

70

80

90

110

130

160

𝛿, мм

4,0

4,0

5,0

5,0

6,0

6,0

7,0

7,0

8,0

8,0

 

Задача 8.

Подобрать стандартную посадку с натягом венца шкива 1 плоскоременной передачи с центром 2 (рис.8). Соединение нагружено вращающим моментом Т. Размеры деталей соединения d, d1, d2, l, шероховатость поверхностей – Ra1 и Ra2 указаны в таблице 8. Материал венца - Сталь 35Л, центрачугун СЧ18.

атяг-4

Рис.8. Посадка с натягом венца шкива плоскоременной передачи с центром

 

Таблица 8. Исходные данные для задачи 8

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

T, Нм

150

160

180

200

220

240

260

280

300

320

d1, мм

100

110

110

120

130

140

150

160

170

180

d ,мм

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

d 2,мм

200

220

240

260

260

260

260

290

300

310

l, мм

30

30

40

40

40

50

50

50

60

60

Ra1

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

Ra2

2,5

2,5

2,5

3,2

2,5

3,2

6,3

6,3

6,3

6,3

 

Задача 9.

Определить усилие, необходимое для запрессовки шарикоподшипника  № (рис.9). Допуски посадочных поверхностей деталей соединения приведены в таблице 9. Материал вала – Сталь 40Х, материал колец подшипников – Сталь ШХ15 (модуль упругости Е2 = 2,1∙105 МПа ), шероховатость посадочной поверхности вала под внутреннее кольцо подшипника Ra1 =1,25 мкм и внутреннего кольца подшипника Ra2 =1,25 мкм .

атяг-5

Рис.9. Запрессовка шарикоподшипника

 

Таблица 9. Исходные данные для задачи 9

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

204

206

208

210

212

304

306

308

310

312

Допуск вала

k6

m6

m6

k6

k6

k6

m6

m6

m6

k6

Допуск отверстия

L0

L0

L0

L0

L0

L0

L0

L0

L0

L0

 

Задача 10.

Определить диаметр и число заклепок, крепящих равнобокий уголок № к косынке толщиной δ, а также указать размещение заклепок, если уголок воспринимает усилие F, действующее по оси симметрии соединения (рис.10, таблица 10). Материал уголка, косынки и заклепок - сталь Ст3, отверстия сверленые. Проверить также напряжение в уголке по ослабленному сечению.

аклепка-4

Рис.10. Заклепочное соединение косынки с уголком

 

Таблица 10. Исходные данные для задачи 10

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

20

35

50

15

30

40

25

20

45

уголка

4,5

5

5,6

6,3

7,5

8

9

10

11

12,5

𝛿, мм

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

 

Задача 11.

Элемент стальной конструкции, несущий растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединенных заклепками внахлестку (рис.11, таблица 11). Число заклепок z. Проверить прочность соединения. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные, расположение заклепок  - шахматное.

Рис.11. Заклепочное соединение

 

Таблица 11. Исходные данные для задачи 11

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

100

120

80

80

160

140

60

70

70

50

в х h, мм

160х8

180х8

150х6

150х7

150х9

120х6

130х6

120х6

120х8

100х6

z, шт

5

6

6

5

7

7

6

6

5

5

 

Задача 12.

Элемент стальной конструкции, несущий растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединенных заклепками внахлестку (рис.12, таблица 12). Число заклепок z, расположение рядное: по три заклепки в ряд. Проверить прочность соединения. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные.

Рис.12. Заклепочное соединение

 

Таблица 12. Исходные данные для задачи 12

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

240

250

250

150

180

300

180

320

250

200

b х h, мм

310х6

280х8

320х7

220х6

240х7

300х9

270х8

150х10

250х10

250х9

z, шт

15

9

12

9

9

9

12

12

6

6

 

Задача 13.

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рис.13, таблица 13). Проверить прочность заклепочного соединения. Материал заклепок сталь Ст.0.

Рис.13. Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица 13. Исходные данные для задачи 13

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

8

9

10

12

15

20

5

6

13

18

d, мм

10

12

15

16

20

25

8

10

18

22

t, мм

50

60

75

80

100

125

40

60

90

110

l, мм

300

250

300

250

200

180

200

300

350

350

δ, мм

5

6

5

8

8

10

5

6

12

16

швеллера

10

12

14

14

16

16

16

10

8

20

 

Задача 14.

Косынка крепится к швеллеру №10 заклепочным швом (рис.14, таблица 14). Число заклепок z=4. Диаметр заклепок d. Материал заклепок – сталь Ст.2. Проверить прочность соединения.

 

Рис.14. Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица 14. Исходные данные для задачи 14

 

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

d, мм

8

10

10

12

14

14

16

16

20

20

t, мм

40

50

60

60

70

70

90

90

100

120

l, мм

200

300

350

350

300

350

300

350

350

250

δ, мм

5

5

6

8

8

10

10

12

16

16

α, град

20

30

35

40

30

45

50

60

30

55

 

Задача 15.

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рис.15, таблица 15). Определить диаметр заклепок. Материал заклепок – сталь Ст.3. Отверстия сверленые. Толщина косынки δ равна толщине полки швеллера.

 

Рис.15. Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица 15. Исходные данные для задачи 15

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

α, град

20

30

30

20

45

60

30

25

30

45

l, мм

300

300

250

200

250

300

350

300

250

200

t, мм

40

60

80

80

90

110

150

160

180

190

швеллера

8

10

12

14

16

18

20

20

22

24

 

Задача 16.

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рис.16, таблица 16). Определить число и диаметр заклепок, размеры швеллера и косынки. Материал деталей – сталь Ст.3. Отверстия сверленные.

 

Рис.16. Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица 16. Исходные данные для задачи 16

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

50

80

100

120

140

180

200

220

260

300

δ, мм

4

5

4

5

6

6

8

8

10

10

 

Задача 17.

Венец зубчатого колеса крепится к ступице заклепочным швом (рис.17, таблица 17). Определить диаметр и число заклепок. Материал колеса Сталь 45. Материал заклепок сталь Ст.0. Отверстия сверленые. Крутящий момент, передаваемый колесом, М, нм.

 

Рис.17. Заклепочное соединение венца к ступице зубчатого колеса

 

Таблица 17. Исходные данные для задачи 17

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

М, нм

400

600

800

1000

1200

500

1400

1600

1800

900

d, мм

150

180

200

220

240

130

250

280

300

250

d1, мм

200

260

280

200

320

200

350

150

400

350

δ, мм

5

6

5

8

8

10

10

15

15

8

 

Задача 18.

            Тормозная стальная лента крепится к рычагу заклепочным швом (рис.18, таблица 18). Определить число и диаметр заклепок. Шкив чугунный. Материал заклепок сталь Ст.3. Ширина ленты В=200 мм, толщина ленты δ=1 мм.

Рис.18. Заклепочное крепление тормозной ленты к рычагу

 

Таблица 18. Исходные данные для задачи 18

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

D, мм

150

200

170

180

220

250

280

300

320

350

Q, кН

0,05

0,08

0,1

0,12

0,13

0,14

0,04

0,06

0,1

0,06

l1, мм

150

180

170

160

200

230

280

300

320

300

l2, мм

300

400

350

350

380

400

400

450

480

500

α, град

180

200

180

200

220

190

220

200

190

210

 

Задача 19.

Стальная штанга соединена с деревянным бруском заклепочным швом (рис.19, таблица 19). Определить диаметр и число заклепок. Допускаемое напряжение на смятие для дерева []=60 МПа.

 

Рис.19. Заклепочное соединение стальной штанги с деревянным бруском

 

Таблица 19. Исходные данные для задачи 19

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

10

15

25

20

25

30

33

36

40

50

δ, мм

3

3

3,5

3

4

4

5

5

5

6

l, мм

40

30

40

50

40

50

30

40

45

50

 

Задача 20.

Проверить прочность заклепочного соединения (рис.20, таблица 20). Материал листов и заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленые.

Рис.20. Заклепочное соединение

 

Таблица 20. Исходные данные для задачи 20

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

9

4

5

6

7

8

1

2

1,5

3,5

l, мм

300

350

400

300

250

300

400

350

350

300

a, мм

100

150

200

250

300

200

100

150

200

150

δ, мм

5

5

6

8

8

6

5

5

8

10

d, мм

8

8

10

10

12

12

12

15

16

12

 

Задача 21.

Проверить прочность заклепочного соединения (рис.21, таблица 21). Материал листов и заклепок – сталь Ст.2. Отверстия продавленные.

 

Рис.21. Заклепочное соединение

 

Таблица 21. Исходные данные для задачи 21

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

1

2

1,5

2,5

l, мм

300

350

400

300

250

300

400

350

350

300

a, мм

100

150

200

150

200

180

150

100

150

100

δ, мм

5

5

4

6

6

6

8

8

6

10

d, мм

8

8

10

10

12

12

15

12

14

12

 

Задача 22.

Проверить прочность заклепочного соединения (рис.22, таблица 22). Материал листов и заклепок – сталь Ст.0. Отверстия сверленые.

 

Рис.22. Заклепочное соединение

 

Таблица 22. Исходные данные для задачи 22

 

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, к