Меню

Определить коэффициент полезного действия метрической резьбы м30

Задача 31 Определить коэффициент полезного действия метрической резьбы М30

Тип работы: Задача

Предмет: Детали машин

Статус: Выполнен

Год работы: 2020

Страниц: 1

Оригинальность: 96% (antiplagiat.ru)

Формат: Скан (рукопись)

Цена: 250 руб.

Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.

Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.

Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.

С помощью этой страницы вы сможете научиться решать задачи по деталям машин:

Другие похожие задачи:

Описание работы:

Задача 31 Определить коэффициент полезного действия метрической резьбы М30 при коэффициенте трения в резьбе f=0,15.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Введение

Для более полного усвоения курса «Детали машин» важным является умение студентов пользоваться справочной литературой по пройденному лекционному материалу и применение его в решении задач. В условиях массового специализированного производства умение решать задачи по курсу «Детали машин» имеет большое значение.

Основными требованиями к конструкции деталей машин при решении задач является её надежность и экономичность. Под надежностью понимают свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность. Экономичность определяют стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию.

При решении задач студент должен правильно выбрать основные критерии работоспособности расчета деталей машин, а именно – прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость. Значение того или иного критерия для данной детали зависит от ее функционального назначения и условий работы.

Решение задач в курсе «Детали машин» приобретает форму приближенных расчетов. Реальные конструкции заменяют идеализированными моделями или расчетными схемами. Например, при решении задач по критерию прочности по существу несплошной и неоднородный материал деталей рассматривают как сплошной и однородный, идеализируют опоры, нагрузки и форму деталей. При этом расчет становится приближенным.

В приближенных расчетах большое значение имеют правильный выбор расчетной схемы, умение оценить главное и отбросить второстепенные факторы. Погрешности инженерных (приближенных) расчетов существенно снижаются при правильном выборе допускаемых напряжений или коэффициентов запаса прочности, которые студент определяет, пользуясь рекомендациями соответствующих разделов справочной литературы. Выбор коэффициентов запасов прочности становится весьма ответственным этапом расчета . Занижение значений запасов прочности приводит к разрушению деталей, а завышение — к неоправданному увеличению массы изделия и перерасходу материала. Умение студентов ( в дальнейшем конструкторов) самостоятельно выбирать расчетные схемы, запасы прочности и лишние недостающие параметры приводят к неоднозначности инженерных расчетов, а следовательно, и конструкций. В каждой конструкции отражаются творческие способности, знания, приобретается первоначальный опыт конструктора.

1 Общие указания

Целью методических указаний по проведению практических занятий по дисциплине «Детали машин» является оказание методической помощи студентам в самостоятельном решении задач на практических занятиях.

Читайте также:  Что такое полезная переменная

Практические занятия построены по схеме: тема занятий, проверка знаний лекционного материала, методические замечания по решению задач, закрепление знаний.

В части «Проверка знаний лекционного материала» конкретно не указывается, как проверять знание лекционного материала по данной теме, решение задач, проводить опрос. Здесь подобраны лишь вопросы, которые могут быть предложены студентам в начале занятия.

Когда использовать эти вопросы, решает сам преподаватель, исходя из содержания изучаемого материала и уровня подготовки студентов.

В части «Методические замечания» обращается внимание на трудности, встречающиеся в учебном процессе. Называются средства их преодоления.

В «Закрепление знаний» помещены вопросы и задачи, которые могут применяться на всех этапах практических занятий для контроля за усвоением знаний. Кроме них в этой части занятий следует использовать и вопросы для самоконтроля, помещенные в методических указаниях.

2 Занятие 1. Сварные соединения

2.1 Цель занятия: закрепление

Проверка знаний лекционного материала.

1 Что такое соединения, как они подразделяются?

2 Классификация, типы и основные требования к соединениям.

3 Сравните соединения встык и внахлестку, отметьте их достоинства и недостатки.

4 Почему не рекомендуют применять длинные фланговые швы?

5 В чем преимущество вогнутой формы поперечного сечения углового шва?

6 Какие факторы влияют на прочность сварных соединений?

Источник

Расчет болтовых соединений

Напряжения возникают после приложения рабочей нагрузки. Ненапряженные болты работают только на растяжение или сжатие.

Условие прочности болта


где,
P — сила, действующая вдоль оси болта, Н;
d1 — внутренний диаметр резьбы, мм;
p] — допускаемое напряжение при растяжении (сжатии), МПа.

Пример расчета.
Определить диаметр нарезанной части хвостовика грузового крюка для силы Р=100.000 Н.
Гайку заворачивают, но не затягивают.

Условие прочности болта

Принимаем резьбу с наружным диаметром d=М36. Величина [σp] взята для стали 35 по II случаю нагрузки из табилцы 2 «Допускаемые напряжения и механические свойства материалов».

НАПРЯЖЕННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
(с предварительной затяжкой)

При затяжке гаек в болтах возникают значительные растягивающие усилия и усилия скручивания.

Допускаемые постоянные нагрузки и моменты затяжки
для болтов с метрической резьбой из стали 35

Параметры Номинальный диаметр резьбы, мм
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 36
Нагрузка, Н А 1200 2200 3800 5800 8500 12000 16000 24000 32000 40000 53000 74000 110000
Б 2200 9000 15000 21000 30000 40000 50000 65000 80000 95000 120000 150000 220000
Момент
затяжки, Н·м
3,0 8,6 17,0 30,0 48,0 77,0 100,0 150,0 210,0 260,0 380,0 520,0 920,0
А — неконтролируемая затяжка, нагрузка без учета усилия затяжки;
Б — контролируемая затяжка, точный учет нагрузок, включая усилие затяжки.
Момент затяжки соответствует напряжению σзат= 0,4σт

Упрощенно болты в напряженных соединениях рассчитывают только на растяжение, скручивание же учитывают увеличением растягивающей силы P на 25÷35%.

СОЕДИНЕНИЯ С ПОПЕРЕЧНОЙ НАГРУЗКОЙ

Болт точеный, поставлен без зазора (плотно, с небольшим натягом, рис. 1).
Болт работает на срез и смятие.

На срез болт рассчитывают по формуле, мм


где,
Р — сила, действующая поперек болта, Н;
ср] — допускаемое напряжение на срез, МПа (см. страницу «Допускаемые напряжения и механические свойства материалов»); часто принимают [τср] = (0,2÷0,3)σт; (σт — предел текучести).

Читайте также:  Чем полезен цикорий растворимый для диабетиков

На смятие болт рассчитывают по формуле


где,
h — высота участка смятия, мм; [σсм] — допускаемое напряжение на смятие, МПа.

Болт конусный (рис. 2). Конусной формой устраняется зазор. Такой болт рассчитывают как точеный.

Болт с зазором (рис. 3). В этом случае затяжкой болта обеспечивают достаточную силу трения между стянутыми деталями для предупреждения сдвига их и перекоса болта.

Болт рассчитывают на силу затяжки, H


где,
Р — сила, Н,
f — коэффициент трения; для чугунных и стальных поверхностей без смазки f = 0,15÷0,2;
d1 — внутренний диаметр резьбы, мм;
p] — допускаемое напряжение при растяжении, МПа

Для двух и более стыков (рис. 4)

Болт рассчитывают на силу затяжки, H


где,
i — число стыков.

Клеммовые соединения применяют в том случае, когда место закрепления рычага на валу непостоянно.

Вследствие действия силы Р, сжимающей клеммы и растягивающей болт, между поверхностями ступицы рычага и вала возникает сила трения, равная Nf , где N — нормальное давление между половинами ступицы, создаваемое затяжкой болта, а f — коэффициент трения.

Затяжка болтов должна быть такой, чтобы момент трения Nfd равнялся внешнему моменту QL или для надежности был бы больше, обычно на 20%, т.е. Nfd =1,2QL,откуда


где
Q — усилие на рычаге, Н; L — длина рычага, мм; d — диаметр вала, мм.

Приближенно зависимость между силой Р и давлением N определяют, приравнивая моменты сил Р и N относительно точки С:


где
l — расстояние от оси болта до центра вала, мм; Р — сила, сжимающая клеммы и растягивающая болт, H.

По найденной силе Р болт рассчитывают как затянутый (см. рис. 1 «Напряженные соединения»).

Пример расчета.
Груз Q = 300 Н закреплен на одном плече горизонтального рычага длиной L = 500 мм; другое плечо рычага связано клеммовым соединением с валом диаметром d = 40 мм. Нагрузка статическая. Определить диаметр клеммовых болтов.

Расчетная нагрузка для болта, принимая f=0,2; l=40 мм, тогда

Выбираем болт М16, площадь его сечения F = 141 мм&sup2.

Рабочее напряжение растяжения


что вполне допустимо.

КРЕПЛЕНИЕ КРЫШЕК
(прочно-плотные болтовые соединения)

Шаг t между болтами на крышке выбирают в зависимости от давления р:

Сила, открывающая крышку и растягивающая болты,


где,
D — внутренний диаметр сосуда, мм; р — давление газа, пара или жидкости в сосуде, МПа.

Сила, передаваемая одному болту,


где,
i — число болтов.

Расчетная нагрузка на болт


где
р — коэффициент, зависящий от упругих свойств, входящих в соединение частей; Q1 — сила затяжки одного болта, Н.

Практически можно считать Q1 = Q2 тогда

Ориентировочно коэффициент β для прокладки из резины принимают равным 0,75; из картона или асбеста — 0,55; из мягкой меди — 0,35.

Если упругие свойства скрепленных деталей неизвестны и не требуется высокой точности расчета, то для надежности принимают Р = 2Q2, и болты рассчитывают по уравнению


где
d1 — внутренний диаметр резьбы болта, мм;
р] — допускаемое напряжение при растяжении, МПа.

Читайте также:  География полезные ископаемые всего мира

Примечание. Болты с диаметром d ≤ 12 мм, затягиваемые вручную, при рабочем усилии на ключе Рр = 300÷400 Н могут разорваться. Поэтому в ответственных соединениях органы технического надзора не разрешают устанавливать болты диаметром меньше 16 мм.

Пример расчета.
Крышка цилиндра высокого давления привернута 12 шпильками. Определить их диаметр, если максимальное давление пара в цилиндре р = 1,2 МПа, а внутренний диаметр цилиндра D = 200 мм.

Сила, открывающая крышку,

Принимаем для надежности расчетную нагрузку Р=2Q; тогда


где,
F — площадь сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы, мм²
i — число шпилек.

Если берем шпильку M16, то ее сечение F = 141 мм&sup2, следовательно,


что вполне допустимо.

КОЛЬЦЕВАЯ ФОРМА СТЫКА

Сила затяжки болта, поставленного в отверстие с зазором,

или при небольшой сравнительно с Do ширине кольцевой поверхности стыка


где
Мкр — крутящий момент;
z — число болтов;
f — коэффициент трения.

При соединении точеными болтами без зазоров момент трения, вызванный затяжкой, в расчет не принимают или принимают только 25-35% его величины.

Поперечная нагрузка, приходящаяся на каждый болт,

Болт рассчитывают на срез и смятие по диаметру точеного стержня (см. выше).

Под действием растягивающей силы P в болте возникают напряжения растяжения и изгиба;


где
σсум — суммарное напряжение при растяжении и изгибе, МПа;
σр— рабочее напряжение при растяжении, МПа;
σиз — рабочее напряжение при изгибе, МПа;
e — расстояние от точки приложения силы Р до оси болта, мм;
d1 — внутренний диаметр резьбы, мм.

Даже при сравнительно малой величине е напряжения изгиба в болте могут во много раз превосходить напряжения растяжения, что потребует значительного увеличения диаметра резьбы. Поэтому болты с эксцентричной нагрузкой следует применять только при особой необходимости.

Кронштейн скреплен со стеной двумя болтами, при этом на него действуют следующие силы:
Q — внешняя нагрузка (или ее составляющие Н и N ),
Н; Р — сила затяжки болтов,
Н; R — сила реакции стены, Н, определяемая по формуле

R = σсм·F,
где,
σсм — напряжение смятия опоры от затягивания болтов силой 2Р, МПа; допускаемое напряжение смятия [σсм] для кирпичной кладки принимают 0,8÷1,2 МПа, для дерева 1,2÷2,0 МПа, для чугуна и стали 120÷180 МПа; F — опорная площадь плиты, мм&sup2.

Точка приложения силы R находится на расстоянии 1/3h от нижнего края плиты, где h — высота плиты, см.

Используя условие равновесия и принимая за центр моментов точку пересечения оси нижнего болта со стеной, получаем

H·b + N·a + R·e — P·k = 0.

Из уравнения находят силу Р затяжки болта, по которой определяют его диаметр. Допускаемое напряжение [σp] см. страницу «Допускаемые напряжения и механические свойства материалов».

Полученное значение силы Р необходимо проверить на скольжение кронштейна по стене:
т.е, вследствие затяжки болтов должна возникнуть сила трения 2Рf , которая предотвратила бы скольжение кронштейна по стене под действием сдвигающей силы N.

Коэффициент трения можно принять для чугуна по кирпичной кладке 0,40÷0,45; для чугуна по дереву 0,40÷0,45 и для чугуна по чугуну 0,18÷0,20.

Источник