Порядок выполнения работы

1. Начертить эскиз с предлагаемого сварного изделия. Определить вид и тип шва. Замерить размеры соединяемых деталей и сварного шва.

2. Задаться материалом свариваемых деталей по указанию преподавателя. Определить допускаемые напряжения на растяжение для основного металла соединяемых элементов:

= (МПа)

где n₁ – коэффициент, учитывающий точность определения действующих на металл усилий и напряжений, а также точность расчетных схем n₁=11,5;

n₂ – коэффициент, учитывающий однородность металла и качество технологии изготовления детали (табл. 5, 6);

n₃ – коэффициент, учитывающий повышение запаса прочности для ответственной детали с целью увеличения срока службы и надежности ее в условиях эксплуатации, n₃=11,5.

3. По вычисленному допускаемому напряжению основного металла определить допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке (табл. 3).

4. По указанию преподавателя принять расчетную схему сил, действующую на сварное соединение. По выше изложенному алгоритму определить предельные нагрузки или моменты для данного сварного соединения.

Механические характеристики сталей

Вид напряжения, МПа	Марка стали
	Ст.3	Ст.5	35	45	65	20Х	45Х	40ХС
в	400-500	500-620	560-660	640-780	760-880	800	1050	1250
Т	230-250	270-290	320	360	430	600	850	1050

Коэффициент качества металла

Отношение	0,45…0,55	0,55…0,7	0,7…0,9
Коэффициент n2	1,2…1,5	1,4…1,8	1,7…1,9

Контрольные вопросы

1. Назовите основные виды сварных соединений.

2. Назовите основные виды сварных швов.

3. Назовите достоинства и недостатки сварных соединений.

4. .В чем преимущества сварных соединений перед другими неразъемными соединениями?

5. Для чего выполняют разделку кромок в свариваемых талях?

6. Как рассчитываются на прочность стыковые сварные швы?

7. Как рассчитываются на прочность угловые сварные швы?

3. Определение основных параметров цилиндрических прямозубых эвольвентных колес

Цель работы – определение опытным путем основных параметров цилиндрического прямозубого колеса внешнего эвольвентного зацепления.

Оборудование и инструмент: зубчатое колесо, штангенциркуль.

Основными параметрами, характеризующими зубчатое колесо, являются: число зубьев z, угол зацепления _w, модуль зацепления m.

Зная основные параметры колеса, можно определить следующие размеры: шаг зацепления Р, диаметр делительной окружности d₁, диаметр окружности выступов d_a, диаметр окружности впадин d_f, диаметр основной окружности d_в, высоту зуба h, высоту головки зуба h_a, высоту ножки зуба h_f (рис. 7).

Число зубьев колеса определяется непосредственно подсчетом, модуль зацепления определяют исходя из следующих свойств эвольвенты (Рис. 3 .15):

а) общая нормаль NN к разноименным эвольвентным профилям двух зубьев касается основной окружности колеса;

б) длина отрезка АВ по нормали NN равняется длине дуги A_oB_o основной окружности.

Отсюда следует, что охватив губками штангенциркуля сначала n, а затем n +1 зубьев колёса, мы измерим отрезки L_n и L_n+1, равные соответственно дугам А_oВ_o и А_oC_o основной окружности. Разность измеренных отрезков будет соответствовать расстоянию между профилями соединенных зубьев, измеренному по нормали. Этот отрезок нормали представляет собой развертку основной окружности и будет равен основному шагу P_b.

(1)

или (2)

Рис. 3.15

Исходя из (1) и (2) модуль зацепления равен

, (3)

где _W – угол профиля инструментальной рейки, (_W =20°, соs 20°=0,9398)

Чтобы при установке штангенциркуля на колесе его губки касались профилей зубьев на эвольвентном участке, число зубьев n, подлежащее охвату необходимо выбирать в зависимости от общего числа зубьев на колесе z (табл. 7).

z	12–18	19–27	28–36	37–45	46–54	55–63	64–72	73–81
n	2	3	4	5	6	7	8	9
n+1	3	4	5	6	7	8	9	10

Для контроля модуль можно определить из формулы

, (4)

где d_a – диаметр окружности выступов колеса

, (5)

Вследствие неточности замера и расчета, а также неточности изготовления зубчатого колеса, значение модуля m, подсчитанное по формуле (3) и m – по формуле (5), могут отличаться друг от друга. Поэтому определяем среднюю величину модуля зацепления

, (6)

полученное значение сравниваем с стандартным модулем (табл. 8).

За окончательное принимается то стандартное значение модуля, которое ближе всего к среднему значению; полученный стандартный модуль следует использовать при выполнении лабораторной работы в дальнейших расчетах.

Модули зубчатых колес по ГОСТ 9563-80 (мм)

1-ряд	1	1,5	2	2,5	3	4	5	6	8	10
2-ряд	1,25	1,75	1,75	2,25	2,75	3,5	4,5	5,5	7	9

Величины диаметров окружностей выступов d_a и впадин можно получить непосредственным замером (Рис. 3 .16 а) или, при нечетном числе зубьев (Рис. 3 .16 б), определить по формулам

, (7)

, (8)

где d_отв – диаметр отверстия в ступице колеса;

l_a – радиальное расстояние от поверхности отверстия до вершины зуба,

l_f – радиальное расстояние от поверхности отверстия до впадин зуба.

Рис. 3.16

Высота головки зуба h_a и ножки зуба h_f определяются из выражений

, (9)

, (10)

где d – диаметр делительной окружности:

. (11)

Диаметр основной окружности

. (12)

Толщина зуба по основной окружности S_b определяется

. (13)

Толщина зуба по хорде делительной окружности

. (14)