Проверка прочности деталей цилиндрического соединения с натягом

Надежность соединения деталей с гарантированным натягом в первую очередь зависит от прочности ступицы. При недостаточной прочности сту­пицы возможно нарушение посадки вследствие деформации охватываю­щей детали или ее разрыву при осуществлении посадки.

Проверку прочности деталей цилиндрического соединения выполняют по наибольшему возможному натягу выбранной посадки и соответствующего ему наибольшего расчетного натяга , определяемого по формуле

,

а также возможного максимального давления на контактной поверхности соединяемых деталей, определяемого по формуле

.

Для охватывающей детали, как известно из курса сопротивления материалов, опасными являются точки ее внутренней поверхности. Для этих точек радиальное и окружное (кольцевое) нормальные напряжения определяют по формулам

,

.

В этих точках возникает плоское напряженное состояние, при этом главные напряжения ; и . Условие прочности для охватывающей детали из пластичного материала по гипотезе наибольших касательных напряжений (третьей теории прочности):

.

Для охватываемой детали кольцевого поперечного сечения опасны также точки внутренней поверхности. В этих точках возникает одноосное сжатие, при этом

.

Штрихи указывают, что напряжения относятся к охватываемой детали.

Условие прочности для охватываемой детали, составленное как и для охватывающей детали по третьей теории прочности, имеет вид

.

Если охватываемая деталь представляет собой сплошной вал, то в любой его точке возникает двухосное сжатие; главные напряжения и одинаковы, а = 0:

.

Условие прочности в этом случае

.

На основании практических данных установлено, что цилиндрические соединения с гарантированным натягом могут быть вполне надежными даже при наличии на внутренней поверхности охватывающей детали пластических деформаций. Это обстоятельство позволяет принимать при расчетах более высокие, чем обычно, допускаемые напряжения.

Вопросы для самопроверки

- Что понимается под сварным соединением и сварным швом?

- Сравните конструктивное оформление сварного и клепаного соединений (см. рис.). Опишите достоинства этого сварного шва.

- Почему потолочный шов при всех прочих равных условиях имеет меньшую прочность?

- Дайте краткое описание сварных соединений, показанных на рис.2,а, 3, 5 и 7; стыковых, нахлесточных, тавровых, угловых.

- Когда применяют стыковые швы без скоса кромок?

- Определите тип шва у таврового соединения (см. рис. 7, б).

- Какой профиль у нормального углового шва? Чему равен катет выпуклого шва (см. рис. 10, в)?

- Можно ли применить лобовой или фланговый шов для получения нахлесточного соединения и для соединения с накладками?

- На практике встречается случай, когда по расчету l_ш > b (b — ширина детали). Какое решение следует принять в этом случае?

- Почему в формуле (4) в знаменателе принято 0,7Kl_ш?

- Каковы достоинства и недостатки заклёпочных соединений?

- Где и когда применяются заклёпочные соединения?

- Каковы критерии прочностного расчёта заклёпок?

- Перечислите достоинства и недостатки заклепочных соединений. Крат­ко обоснуйте перечисленные недостатки.

- Что понимают под неразъемным соединением?

- Охарактеризуйте область применения заклепочных соединений.

- Какие требования следует предъявлять к материалам заклепок?

- Каким способом осуществляется посадка с натягом?

- Вспомните из курса «Метрология», какие бывают системы посадок.

- Какой способ сварки рекомендуется применить для нахлесточного соединения толстых стальных листов?

1. Газовую

2. Электродуговую

3. Контактную

- Какой вид неразъемного соединения стальных деталей имеет в настоящее время наибольшее распространение?

1. Заклепочное

2. Сварное

3. Клеевое

- Укажите наиболее простую конструкцию сварного соединения

1. Нахлесточное

2. Стыковое

3. Тавровое

4. Угловое

5. С накладками

- Как называется сварной шов, показанный на рисунке

1. Угловой фланговый

2. Угловой лобовой

3. Угловой

4. Прорезной

5. Стыковой

- Какую форму (скос) необходимо придать кромкам листов толщиной 15 мм при стыковом шве?

1. Скос кромок не нужен

2. Односторонний скос одной кромки

3. Односторонний скос двух кромок

4. Двусторонний скос двух кромок

- Чему равно допускаемое напряжение для нахлесточного шва при действии осевой растя­гивающей силы, выполненного ручной дуго­вой сваркой электродом марки Э50?

1.

2.

3.

4.

- По какой формуле определяют длину фланго­вых сварных швов?

1.

2.

3.

- Назовите формулу проверочного расчета для стыкового клеевого соединения

1.

2.

3.

- При склеивании каких материалов легко обеспечивается условие: прочность соедине­ния больше, чем прочность склеиваемых ма­териалов?

1. Металлов

2. Металла с неметаллом

3. Неметаллов

- К какому виду относится дуговая сварка?

1. Холодная

2. Химическая

3. Механическая

4. Электрическая

- К какому виду относится газовая сварка?

1. Холодная

2. Химическая

3. Электрическая

4. Механическая

- К какому виду сварных соединений относится соединение деталей, расположенных в одной плоскости таким образом, что соединяемые элементы являются продолжением один другого?

1. Соединение встык

2. Соединение внахлестку

3. Тавровое соединение

4. Угловое соединение

- Какой стыковой шов показан на рисунке?

1. X-образный шов

2. V-образный шов

3. U-образный шов

4. Бесскосный шов (шов без разделки кромок)

- Какой стыковой шов показан на рисунке?

1. X-образный шов

2. V-образный шов

3. U-образный шов

4. Бесскосный шов (шов без разделки кромок)

- Какой стыковой шов показан на рисунке?

1. X-образный шов

2. V-образный шов

3. U-образный шов

4. Бесскосный шов (шов без разделки кромок)

- Какой стыковой шов используют для сваривания деталей толщиной 1...8 мм?

1. X-образный шов

2. V-образный шов

3. U-образный шов

4. Бесскосный шов (шов без разделки кромок)

- Какое сечение углового шва является опасным?

1. Сечение 1-1

2. Сечение 2-2

3. Сечение 3-3

4. Сечение 4-4

- Какой из показанных на рисунке швов обладает меньшей концентрацией напряжений?

1. Шов, показанный на рис.а)

2. Шов, показанный на рис.б)

3. Шов, показанный на рис.в)

4. Шов, показанный на рис.г)

- Какие деформации возникают в стыковом шве, нагруженном растягивающим усилием и изгибающим моментом?

1. Растяжение

2. Растяжение и изгиб

3. Растяжение и кручение

4. Изгиб и кручение

- В какой точке комбинированного шва внахлестку находится напряжение?

1. В точке А

2. В точке В

3. В точке С

4. В точке D

- Какой шов изображен на рисунке?

1. Лобовой

2. Фланговый

3. Втавр угловой

4. Втавр стыковой

- Какой шов изображен на рисунке?

1. Лобовой

2. Втавр стыковой

3. Втавр угловой

4. Фланговый

- Как называется шов, изображенный на рисунке?

1. Лобовой

2. Фланговый

3. Стыковой

4. Втавр

- В каких сечениях шва максимальные напряжения?

1. Сечение I-I

2. Сечение II-II

3. Сечение III-III

4. Сечение I-I, III-III

- Как называется шов, изображенный на рисунке?

1. Лобовой

2. Фланговый

3. Стыковой

4. Втавр

- Где применяются заклепочные соединения?

1. В корпусах судов

2. В фермах железнодорожных мостов

3. В авиастроении

4. В автомобилестроении

- Покажите на рисунке закладную головку заклепки

1. Поз. 1

2. Поз. 2

3. Определить нельзя

- Как называется заклепочный шов, показанный на рисунке?

1. Односрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, шахматный

2. Двусрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, шахматный

3. Односрезный, двухрядный, внахлестку, шахматный

4. Односрезный, четырехрядный, встык с одной накладкой, шахматный

5. Односрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, параллельный

- Покажите на рисунке заклепку с полупотайной головкой

1. а

2. б

3. в

- Выберите материал заклепок для ответственных металлоконструкций мостов

1. СтЗ

2. Ст5

3. 40ХН

4. Д18

- На какой вид деформации рассчитывают за­клепку?

1. На срез, растяжение и сжатие

2. На срез и смятие

3. На срез и растяжение

- По какой формуле определяют шаг одноряд­ного шва внахлестку, если известно значение диаметра заклепки?

1) 1,65 d₃

2) 2,0d₃

3) 0,5 d₃

4) 3d₃

5) 6d₃

- По каким формулам рассчитывают проч­ность склепываемых листов в заклепочном шве?

1.

2.

3.

4.

- От каких параметров зависит коэффициент прочности шва ?

1. Толщины листов

2. Диаметра заклепки d₃

3. Шага t

4. Расстояния между заклепками а

5. Действующей нагрузки F

- По какой формуле следует рассчитывать число заклепок в шве?

1.

2.