Магистерская диссертация на тему: Задача 1. Проверить прочность сварного соединения рисунок 3.1. Соединение выполнено двумя угловыми

Введение

Задача 1. Проверить прочность сварного соединения (рисунок 3.1). Соединение выполнено двумя угловыми швами с катетом к . Соединение нагружено силой F (таблица 3.1). Материал деталей - сталь Ст 3. Сварка ручная.

Таблица 3.1

Вариант 2

F, кН

l, мм

h, мм

, мм

Электрод

Э42

Решение:

Соединение выполнено сварным швом без подготовки кромок и глубоким проплавлением.

Допускаемое напряжение среза для угловых швов при ручной сварке с использованием электродов Э42.

[]=0,65[р]

[р]- допускаемое напряжение при растяжении для основного материала ст.3

[р]=160 МПа;

получаем []=0,65160=104 МПа

В сварных швах возникают касательные напряжения от поперечной силы F и изгибающего момента М (создаваемого силой F).

Так как векторы напряжений среза от действия поперечной силы 'F и момента 'м взаимно перпендикулярны, то величина суммарного напряжения:

Для угловых тавровых швов суммарное напряжение

тогда

где Wшв- момент сопротивления опасного сечения углового шва , мм3

тогда

Момент М=Fl=35000500=1,75106 Нмм

к==5 мм

получаем

где Ашв- площадь опасного сечения одного углового шва, мм2

Ашв=0,7kh

Тогда

получаем

то

условие прочности выполняется, прочность сварного соединения обеспечивается.

ВТОРАЯ ГРУППА ЗАДАЧ. СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ И ЗАКЛЕПОЧНЫЕ

Задача 1. Рассчитать цилиндрическое соединение с натягом, состоящее из вала, выполненного из стали 45, и шестерни, изготовленной из Стали 40ХН (рисунок 4.1). Диаметр вала под шестерней d, ширина шестерни b, диаметр окружности впадин шестерни df, и передаваемый шестерней момент Т приведены в таблице 4.1. Недостающими данными задаться.

Таблица 4.1

Вариант 2

d, мм

b, мм

df, мм

Т, Н*м

Решение:

Определим требуемое минимальное давление на контактных поверхностях соеди нения.

где Т- крутящий момент, стремящийся повернуть одну деталь относительно другой, Нм;

b- длина контакта сопрягаемых поверхностей, м;

f - коэффициент трения при установившемся процессе распрессевки или проворачивания, f=0,08;

получаем

Определим минимальный необходимый натяг

Nmin=[pmin]d(Cdf/Edf+Сd/Еd)

где Edf=Еd=21011 Па- модуль упругости для материала сталь [1,с.362,табл.1.106 ].

df=100 мм - диаметр впадин шестерни

d=40 - диаметр вала в месте установки шестерни

Cdf, Сd- Коэффициенты Ляме:

Сd=(1+(0 /d) 2 )/(1-(0./d)2)-d

где dt=d=0,3 - коэффициент Пуассона для стали [1,с.362,табл.1.106]

тогда

Сd=(1+(0/40)2)/(1-(0/40)2)-0,3=0,7

Получаем

Nmin=13,271060,040,7/21011+1,681/21011=6,31910-6м=6,319 мкм

Определим величину минимального допустимого натяга с учетом поправок.

[Nmin].=Nmin+ш+t+ц+п

где ш-поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей.

где RzD=0,8 мкм параметр шероховатости отверстия в шестерне

Rzd=0,8 мкм параметр шероховатости вала под шестерню

получаем ш=1,2(0,8+0,8)=1,92 мкм

t- поправка, учитывающая различие рабочей температуру деталей (tD и td);

t=0, так как tD=td=20С

ц- поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил;

ц=0, детали не вращаются;

п-добавка, компенсирующая ослабление натяга, при повторных запрессовках,

п=1 мкм - с учетом возможных разборок.

тогда

[Nmin].=6,319+1,92+0+0+10=18,24 мкм

Определим значение [рmax]

Определим значения р1 и р2.

р1=0,58Td1-(0/d)2

р2 =0,58TD1-(d/df)2

Оглавление

- Выводы

- Список литературы

- Приложение