Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по прикладной механике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 38 RSS
←   Ноябрь 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://rfpro.ru/
Открыта: 13-11-2009

Автор
Калашников О.А.

Статистика

38 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по прикладной механике


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный ХОСТИНГ на базе Linux x64 и Windows x64

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты по данной тематике

Роман Селиверстов
Статус: Советник
Рейтинг: 3131
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Профессор
Рейтинг: 2950
∙ повысить рейтинг » 		sashabailo
Статус: 4-й класс
Рейтинг: 120
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Технические науки / Теоретическая и прикладная механика

Номер выпуска:76
Дата выхода:20.11.2011, 12:00
Администратор рассылки:Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Подписчиков / экспертов:28 / 22
Вопросов / ответов:2 / 2

Консультация # 184435: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Произвести расчет шпоночных соединений с призматической шпонкой. Известны Диаметр вала 52мм Момент вращения 65Н*м Материал вала Сталь 40х Материал шпонки Сталь Ст10 Материал втулки СЧ15 Тип нагрузки ПОСТОЯННАЯ Тип конструкции НЕПОДВИЖНАЯ ...

Консультация # 184436: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Произвести расчет штифтовых соединений с радиальным цилиндрическим штифтом Известно Диаметр вала 25мм Момент вращения 45Н*м Осевая сила 45Н Угол установки 45 град Число штифтов 1 Материал вала Сталь50 Материал шпонки Сталь30 Материал втулки Сталь 40 Тип нагру...

Консультация # 184435:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Произвести расчет шпоночных соединений с призматической шпонкой.
Известны
Диаметр вала 52мм
Момент вращения 65Н*м
Материал вала Сталь 40х
Материал шпонки Сталь Ст10
Материал втулки СЧ15
Тип нагрузки ПОСТОЯННАЯ
Тип конструкции НЕПОДВИЖНАЯ

Дата отправки: 13.11.2011, 11:27
Вопрос задал: Посетитель - 346738 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Посетитель - 346738!

В условии задачи не указана длина L сопряжения втулки и вала. Принимаем её равной, например, диаметру вала, т. е. L = 52 мм.

Решение.

1. Определяем допускаемое напряжения [σсм] смятия.

По табл. 1.1 [1, с. 7] устанавливаем предел текучести стали 10: σт = 220 МПа; по табл. 1.2 [1, с. 8] устанавливаем предел текучести стали 40Х: σт = 850 МПа. Предел прочности чугуна СЧ 15, как следует из его обозначения, составляет σв = 150 МПа.

Наименее прочным материалом в шпоночном соединении оказался серый чугун, по которому устанавливаем допускаемое напряжение смятия для неподвижного соединения при статической нагрузке [2, с. 306]: [σсм] = 0,8σт = 0,8 · 150 = 120 (МПа).

2. По табл. 5.1 [1, с. 78] принимаем размеры сечения шпонки: b = 16 мм, h = 10 мм. Для расчёта на смятие принимаем K = 6,2 мм [3, с. 301].

3. Определяем рабочую длину lр шпонки:
lр = 2T/(dК[σсм]) = 2 · 65/(52 · 10-3 · 6,2 · 10-3 · 120 · 106) ≈ 3,4 • 10-3 (м) = 3,4 мм.

4. Находим общую длину l шпонки: l = lр + b = 3,4 + 16 = 19,4 (мм).

5. В соответствии со стандартным рядом длин [1, с. 78] принимаем общую длину шпонки l = 20 мм. Длина L = 52 мм сопряжения втулки и вала достаточна для размещения шпонки.

В результате расчёта принимаем шпонку 16 Х 10 Х 20.

Литература
1. Детали машин в примерах и задачах: учеб. пособие / Под общ. ред. С. Н. Ничипорчика. - Минск: Выш. шк., 1981. - 432 с.
2. Детали машин и основы конструирования: учеб. для вузов / Г. И. Рощин и др. - М.: Дрофа, 2006. - 415 с.
3. Г. М. Ицкович и др. Сборник задач и примеров расчёта по курсу деталей машин. - М.: Машиностроение, 1965. - 327 с.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 17.11.2011, 20:31
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 184436:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Произвести расчет штифтовых соединений с радиальным цилиндрическим штифтом
Известно
Диаметр вала 25мм
Момент вращения 45Н*м
Осевая сила 45Н
Угол установки 45 град
Число штифтов 1
Материал вала Сталь50
Материал шпонки Сталь30
Материал втулки Сталь 40
Тип нагрузки знакопеременная
Тип конструкции неподвижная

Дата отправки: 13.11.2011, 11:39
Вопрос задал: Посетитель - 346738 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Посетитель - 346738!

Задача расчёта штифтового соединения сознательно усложнена её авторами тем, что кроме вращающего момента действует осевая сила F = 45 Н. Сравним, однако, эту силу с силой P, вызывающей срез штифта в сечениях, совпадающих с поверхностью стыка ступицы (втулки) и вала: P = 2T/d = 2 · 45/(25 · 10-3) = 3,6 · 103 (Н). Находим отношение F/P = 45/(3,6 · 103) = 0,0125, или 1,25 %. С полным основанием действие осевой силы можно не учитывать.

При расчёте будем исходить из того, что напряжения среза возникают в сечениях штифта, совпадающих с поверхностью стыка ступицы и вала, а напряжения смятия - на боковых поверхностях штифта, контактирующих с отверстиями в ступице и вале.

Из указанных в условии задачи материалов наименее прочной является сталь 30. Она будет определять уровень допускаемых напряжений на срез и смятие.

1. По табл. 1.1 [1, с. 7] устанавливаем, что для стали 30 σт = 300 МПа - предел текучести.

2. По рекомендации [2, с. 317] принимаем диаметр dш штифта, равным 20 % диаметра d вала: dш = 0,2d = 0,25 · 25 = 6,25 (мм). Исходя из стандартного параметрического ряда, принимаем dш = 6 мм.

3. Согласно рекомендациям [2, с. 316], учитывая неполноту имеющихся данных (неизвестен характер знакопеременной нагрузки), находим допускаемые напряжения "по минимуму":
- на смятие
[σсм] = 0,3σт = 0,3 · 300 = 90 (МПа);
- на срез
[τср] = 0,15σт = 0,15 · 300 = 45 (МПа).

4. Определяем напряжение τср среза, учитывая, что при установке штифта под углом 45º площадь Sср его сечения, работающего на срез, равна площади эллипса с полуосями a = dш/2 = 6/2 = 3 (мм) и b = a√2 ≈ · 1,4 = 4,2 (мм):
Sср = πab = ` 0; · 3 · 4,2 ≈ 39,6 (мм2). Тогда
τ = P/Sср = 3,6 · 103/39,6 ≈ 91 Н/мм2 = 91 МПа > [τср] = 45 МПа,
т. е. условие прочности на срез не выполнено.

Указанный расчёт выполнен для штифта, который соединяет вал со ступицей с одной стороны, т. е. отверстие под штифт несквозное. Следовательно, необходимо рассматривать такие варианты:
1) увеличить диаметр вала;
2) заменить материал штифта на более прочный;
3) увеличить количество штифтов;
4) применить длинный штифт, установив его в сквозном отверстии (этот вариант можно рассматривать как модификацию третьего).

Увеличить диаметр штифта неприемлемо из-за существенного ослабления вала.

Если остановиться на третьем варианте и считать, что вместо одного штифта установлено два, то условно можно полагать, что количество плоскостей, работающих на срез, увеличилось тоже в два раза, в два раза уменьшилось напряже ние среза, которое составляет 91/2 = 45,5 (МПа), что практически равно [τср] = 45 МПа (перегрузка составляет (45,5 - 45)/45 · 100 % ≈ 1,1 % < 5 %, что допустимо).

5. Определяем наружный диаметр D ступицы (втулки), учитывая, что при установке штифта под углом 45º площадь Sсм его условного сечения, работающего на смятие, увеличивается в √2 раза по сравнению с установкой штифта перпендикулярно оси вращения вала. Получим
σсм = Fсм/Sсм = (2T/(D + d))/((√2)dш(D - d)/2) = (2√2)dш/(dш(D2 - d2),
где Fсм - сила смятия при контактировании штифта со ступицей, Sсм - площадь смятия штифта и ступицы,
откуда найдём
D ≥ √(2√2T/(dш[σсм]) + d2) = √(2√2 · 45 · 103/(6 · 90) + (25)2) ≈ 29,3 ( мм).
Можно принять D = 30 мм.

Литература
1. Детали машин в примерах и задачах: учеб. пособие / Под общ. ред. С. Н. Ничипорчик а. - Минск: Выш. школа, 1981. - 432 с.
2. Детали машин и основы конструирования: учеб. для вузов / Г. И. Рощин и др. - М.: Дрофа, 2006. - 415 с.

Вот так я бы решал эту задачу. Насколько это решение отвечает мнению Вашего преподавателя, не знаю.

С уважением.

P. S. Не исключено, что среди решённых мной задач окажется хотя бы одна решённая не в соответствии с требованиями Вашего преподавателя. Тогда не обессудьте, а обращайтесь в рассылку за новой консультацией, которая с учётом моей "вины" в неправильном решении, может быть и бесплатной.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 18.11.2011, 17:13
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка  |  восстановить логин/пароль

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!

© 2001-2011, Портал RFPRO.RU, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
Калашников О.А. | Гладенюк А.Г.
Хостинг: Компания "Московский хостер"
Версия системы: 2011.6.33 от 10.09.2011
В избранное