KeTePlraR7

Задания для самостоятельной работы:

1.При эксплуатации резьбового соединения часто происходит под действием нагрузки самоотвинчивание. Установите причину этого явления. Предложите и обоснуйте пути решения этой проблемы. Ход решения запишите в виде алгоритма.

2.Почему отличаются профили резьбы у винта передачи винт – гайка и крепежного винта. Ответ обоснуйте в виде блок – схемы.

3.При эксплуатации щековой дробилки был выявлен следующий дефект. Очень быстро срезаются футеровочные болты, после чего возможен сход футеровки и выход дробилки из строя. Поэтому дробилку приходится останавливать на внеплановые ремонты. Проведите анализ причин дефекта и предложите пути решения проблемы. Ход анализа и решения запишите в виде алгоритма. При необходимости запросите дополнительные данные.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

Тема: «Изучение шпоночных соединений» Цель работы: знакомство с основными видами, порядком расчета и

параметрами шпоночных соединений.

Ход работы:

1.Ознакомиться с видами шпоночных соединений (сделать конспект).

2.Произвести все необходимые расчеты и заполнить отчет.

3.Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы

51

Допускаемое напряжение [σ]СМ, назначают по таблице [1]. Полная длина шпонки L при округленных концах (см. рис. 15) L = lP + b

Длину L округляют до значения - по ГОСТ 23360-78. Изготавливают шпонки из чистотянутой стали 45 или стали Ст6 (возможно применение иных сталей с σ ≥ 600 МПа).

Значения допускаемых напряжений [σ]СМ, Мпа, для расчета соединений при средних условиях работы*

Размеры шпонки для диаметра вала d определяются в соответствии с ГОСТ 23330-78 .

Ширина шпонки b (мм). Высота шпонки Н (мм).

Глубина врезания шпонки в ступицу к = 0,47 * h (мм) .

Рабочая длина шпонки lр из расчета по напряжениям смятия (см. выше):

По результатам расчетов проведенных в ходе исследования сделать вывод. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет.

Форма отчета:

1.Наименование работы.

2.Цель работы.

3.Задание на работу.

4.Результаты работы.

53

5. Вывод.

Задания для самостоятельной работы:

1.В процессе эксплуатации червячного редуктора произошел срез шпонки на входном валу редуктора. Проведите анализ причин возникновения неисправности. Предложите способ решения проблемы. Ход анализа и решения запишите в виде алгоритма. При необходимости запросите дополнительные данные.

2.В ходе проектировочного расчета Вами было установлено, что шпонка будет сминаться. Однако технологически вы не можете заменить ее шлицевым соединением. Проанализируйте проблему и предложите ее решение. Анализ и ход решения проблемы запишите в виде алгоритма

3.В ходе проверочного расчета вала было установлено, что опасное сечение

проходящее через шпоночный паз при нагружении подвергнется разрушению. Проанализируйте проблему и найдите решение. Ход анализа и решения проблемы запишите в виде алгоритма. При необходимости запросите дополнительные данные.

Список литературы:

1. Анухин В.И.. Допуски и посадки. СПб., 2005г.

2. Детали машин. Атлас конструкций / Б.А.Байков, В.Н.Богачев, А.В. Буланже и др.: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, \ 1992. Ч. I.

3. Иванов М.Н. Финогенов Н.П. Детали машин. М.: Высшая школа, 2007.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16

Тема: «Изучение шлицевых соединений» Цель работы: знакомство с основными видами и параметрами

шлицевых соединений.

Ход работы:

1.Ознакомиться с видами шлицевых соединений (сделать конспект).

2.Произвести все необходимые расчеты и измерения, заполнить отчет.

Порядок выполнения работы.

54

Шлицевыми называют соединения выполняемые при помощи прямобочных, эвольвентных, шлицов. Шлицевые соединения используют для передачи крутящего (вращающего) момента Т не только в неподвижных, но и в подвижных соединениях (там, где есть перемещение детали вдоль оси вала).

В том случае, когда диаметр вала d не задан, его определяют из расчета на кручение

Т*103

кр 0,2*d3 кр

откуда

Т

d 103

0,2* кр

где Т - крутящий момент, Н * м; [τ]кр - допускаемое касательное напряжение кручения, МПа; принимают [τ]кр = 25...30МПа.

Соединения с прямобочными (рис. 16 а,б) и эвольвентными (рис. 17 а, б) шлицами стандартизованы (ГОСТ 1139-80 и ГОСТ 6033-60 соответственно). Входящие в обозначение прямобочного шлицевого соединения размеры записывают в такой последовательности: z * d * D * b, где z - число шлицев (зубьев), аналогично для эвольвентного соединения – D * m,

где D - номинальный диаметр соединения,

m- модуль.

Вшлицевых соединениях (даже неподвижных в осевом направлении) имеет место микроскольжение, приводящее к изнашиванию, поэтому уточненный расчет соединения нужно проводить на ограничение величины износа.

Упрощенный расчет проводят по напряжениям смятия σСМ, принимая допустимые напряжения [σ]СМ заниженными. Определяют необходимую длину соединения l из условия

2Т *103

см d *z*h*lр см

где dm - средний диаметр; z - число шлицев (зубьев);

h - высота рабочей поверхности шлица. Параметры dm и h находят по, где с – фаска шлица, m - модуль эвольвентного шлицевого соединения.

Таблица 19 Параметры шлицевых соединений

55

рис.16 прямобочные шлицы

рис.17 эвольвентные шлицы

Длина ступицы lСТ детали, размещенной на валу, должна. быть не менее длины шлицев, Если для шпоночного соединения получено lСТ > 1,5 вала, то целесообразно перейти на шлицевое соединение или соединение с натягом.

Шлицевое соединение с прямобочными шлицами (см. рис. 17 а). 1. Диаметр вала из расчета на кручение /см. выше/

Т

d 103

0,2* кр

Допускаемые касательные напряжения кручения [τ]кр принимаем равными 25 МПа ([τ]КР = 25...30 МПа).

Размеры прямобочных шлицев по ГОСТ 1139-80 .

Внутренний диаметр шлицев должен быть больше или близок найденному диаметру вала.

Назначаем соединение 8х36х40х7.

Число шлицев z = 6, внутренний диаметр d = 36 мм, наружный диаметр D = 40 мм, ширина шлица b = 7 мм, размер фаски с = 0,4 мм.

Высота рабочей поверхности шлица h и средний диаметр шлицев dm h = (D – d) /2 – 2 * c (мм), d = (D + d) /2 (мм).

Длина ступицы для соединения колеса с валом с помощью шлицев

lСТ = l + 3...5 мм = (мм) .

56

Провести измерения вала и ступицы и сделать поверочный расчет шлицевого соединения. Результаты занести в таблицу.

Таблица 20

[τ]кр ,МПа τкр , МПа d,мм B, мм D,мм z h,мм L,мм lСТ,

мм

25…30 МПа

По результатам проведенного исследования выполнить необходимые расчеты и сделать вывод. Ответить на контрольные вопросы

Форма отчета:

1.Наименование работы.

2.Цель работы.

3.Задание на работу.

4.Результаты работы.

5.Вывод.

Задания для самостоятельной работы:

1.При конструировании была предусмотрена термообработка шлицов до НВ 300, однако технолог с цель сокращения времени на изготовление предложил этого не делать. Допустимо ли такое изменение конструкции. Ответ обоснуйте. Ход анализа проблемы запишите в виде алгоритма.

2.При изготовлении вала было принято решение заменить эвольвентное шлицевое соединение на прямобочное. Допустима ли такая замена. Ответ обоснуйте и запишите ход решения в виде алгортма. При необходимости запросите дополнительные данные.

Список литературы:

1. Анухин В.И.. Допуски и посадки. СПб., 2005г.

2. Детали машин. Атлас конструкций / Б.А.Байков, В.Н.Богачев, А.В. Буланже и др.: Учебное пособив для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, \ 1992. Ч. I.

3. Иванов М.Н. Финогенов Н.П. Детали машин. М.: Высшая школа, 2007.

57

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17 Тема: «Изучение заклепочных соединений»

Цель работы: знакомство с основными видами и параметрами заклепочных соединений.

Ход работы:

1.Ознакомиться с видами заклепочных соединений (сделать конспект).

2.Произвести все необходимые расчеты и измерения, заполнить отчет.

3.Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы

Для исследования предлагается однородные, односрезные, нахлесточные соединения со сплошными стальными заклепками, полученные методом холодной клепки. (Пример соединения показан на рис. 18.)

Рекомендуемые размеры: диаметр стержня заклепки d:

d = 2 * δmin при δmin < 5 мм и d = (1.1...1.6) * δmin при δmin =6...20 мм.;

рис.18

шаги: P ≥ 3 * d; P1 ≥ 2 * d; P2 ≥1,5 * d.

Для изготовления заклепок используют пластичные материалы. однородные с материалом соединяемых элементов. Стальные заклепки для соединений общемашиностроительного назначения изготовляют обычно из стали Ст0, Ст2, СтЗ.

Допускаемые напряжения для заклепочных соединений при статической нагрузке приведены в табл. 1 /для других материалов см. [I, 2] /.

58

Таблица 21 Допускаемые напряжения для заклепочных соединений при статической нагрузке, МПа

Расчет соединения при нагружении в плоскости стыка

Основной вид нагрузки заклепочного соединения - силы, и моменты, действующие в плоскости стыка (см. рис. 18). При этом часть нагрузки передают силы трения на стыке. Тело заклепки подвержено действию напряжений среза, смятия и изгиба. Расчет соединения условно ведут на срез и смятие, полагая, что трение на стыке отсутствует (его учитывают при выборе допускаемых напряжений).

В расчете заклепочных соединений деталей машин общего назначения полагают, что центральная сила распределена между заклепками равномерно, а момент – пропорционально расстоянию от заклепки до центра масс сечений заклепок. Суммарную силу F∑1max действующую на наиболее нагруженную заклепку (одну из наиболее удаленных от центра масс) определяют

геометрическим сложением. Условие прочности заклепки по срезу

ΤСР = F∑1max / (π * d2 / 4)

Условие прочности по смятию

σСМ = F∑1max / d * δmin ≤ [σ]СМ

Если необходимо, проверяют прочность соединяемых деталей с учетом ослабления их отверстиями под заклепки. Для соединения, показанного на рис.18 условие прочности соединяемых деталей на растяжение

σР = F / (b – 2 * d) * δ1 ≤ [σ]Р.ОСН

Для этого же соединения условие предотвращения прорезания

τСР = F / 4 * δ * P ≤ [τ]СР.ОСН = [τ]СР

Провести расчет заклепочного соединения для заданной толщины соединяемых листов и определить d и количество заклепок. Результаты занести в таблицу.

59