Механика

Методические указания по выполнению курсовой работы

Чебоксары 2013

Авторы: Федоров А.А., С.Г. Макаров

Рецензенты:

Федоров А.А., Макаров С.Г.
Механика. Методические указания по выполнению курсовой работы.

оглавление

Введение………………………………………………………..	……….........4
1. Методические указания……………………………………….	…………….5
2. Задания на курсовую работу……………………………..	…………...12
Приложения……………………………………………………	…………...36
Литература……………………………………………………..	………….39

введение

При проектировании и конструировании различных механизмов и их соединений возникает необходимость в их расчете. И в зависимости от функционального назначения соединения или детали расчеты будут различными.

Различают 3 вида расчета:

1) проектировочный, где главной целью является определение размеров соединения или детали;

2) проверочный, где главной целью является проверка прочности соединения или детали по уже известным размерам соединения или детали;

3) определение “грузоподъемности”, где главной целью является определение максимально возможной нагрузки, которую можно применить к соединению или детали.

Все эти расчеты основываются на прочности соединения или детали, которая оценивается напряжениями, возникающими внутри соединения или детали. Поэтому определению допускаемых напряжений должно быть уделено особое внимание.

В виду того, что прочностные расчеты встречаются во многих технических дисциплинах данное методическое указание можно использовать при изучении многих дисциплин, таких как «Сопротивление материалов», «Техническая механика», «Прикладная механика» «Детали машин».

1. Методические указания

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

Графические части к каждому разделу проекта выполняют на отдельном листе чертежной бумаги формата А4 с соблюдением всех требований ГОСТа. На чертежах обязательно делать соответствующие надписи и проставлять принятые масштабы. Каждый лист проекта должен иметь основную запись.

Курсовая работа содержит три задачи. Каждая задача посвящена одному из видов соединений деталей. Всего 24 задания, в каждом из которых исходные данные разделены на 6 вариантов.

Номер задания студент выбирает по номеру строчки, списка своей группы, где записана его фамилия. Вариант исходных данных выбирается по порядковому номеру группы.

Курсовая работа выполняется на формате А4 и оформляется по ГОСТ 2.105-81 «Общие требования к тестовым документам» и одним из следующих способов: рукописным или с применением печатающих устройств ЭВМ.

Все листы, кроме титульного, должны иметь обведенную рамку и контур основной надписи по форме 2а, в которой в отведенной графе проставляется номер страницы. Рамку наносят на листе отступлениями на 20 мм от левого края и на 5 мм от других краев.

Первый лист работы (за титульным листом) должен иметь название пояснительной записки, заполненную основную надпись по форме 2, а в основной надписи номер листа (3) и общее количество листов в работе. Титульный лист контрольной работы является первой страницей записки. Штамп и номер страницы на нем не проставляется.

Текст располагается следующим образом: расстояние от рамки формы до границ текста в начале строк не менее 5 мм, в конце строк не менее 3 мм, от верхней или нижней строк текста до верхней или нижней рамки формы не менее 10мм. Абзацы в начале текста начинают отступом 15... 17 мм. Высота букв и цифр не менее 2,5 мм. Число строк не более 30.

Решение каждой задачи необходимо начинать с новой страницы.

В конце записки приводится список использованной литературы. Он должен включать все обязательные элементы библиографического описания в установленной последовательности в соответствии с установленным ГОСТом.

В пояснительной записке обязательны ссылки на использованные литературные источники. Ссылки на литературные источники приводят в квадратных скобках в соответствии с номером по списку, например: “ По табл. 1.1 [4] принимаем значение x= 0.395”.

Расчетно-пояснительная записка обозначаются в соответствии с классификатором ЕСКД. В учебных целях допускается обозначение по упрощенной схеме, например: М 3.12.01.00.00 КР,

где М - означает курсовой проект по дисциплине «Механика»;

3 - год выполнения проекта (2013);

12 - номер задания;

01 - номер группы;

00.00 - зарезервированы для указания номеров узлов (1 позиция), подузлов (2 позиция) и номер детали (3, 4 позиции);

КР – курсовая работа.

Использованные в формуле символы необходимо последовательно расшифровывать с указанием подставляемых значений. Расшифровку начинают со словом «где», непосредственно после которого приводят первый поясняемый символ. Все последующие символы отделяют от предыдущей расшифровки точкой с запятой. Перед словом «где» после формулы ставят запятую.

Пример: Мощность привода

N=T·ω,

где ω - угловая скорость, ( = );

T - крутящий момент, (T= 100 Нм);

n - частота вращения, (n= 1480 мин^-1).

N = 100*155= 15*10³Вт = 15кВт.

Расчеты излагаются в той последовательности, которая определяется характером решаемой задачи. Решение задач должно включать в себя следующие пункты:

1) Расчет соединяемой детали.

2) Расчет самого соединения деталей.

3) Проверка прочности как детали и самого соединения.

В ходе расчетов возникает необходимость в выборе материалов элементов соединений и в определении допустимых напряжений для выбранных материалов. Здесь студентам необходимо руководствоваться следующими указаниями.

При выборе материала для резьбовых соединений учитывают в основном условия работы (температуру, коррозию и т.п.), величину и характер нагрузки (статической или переменной), способ изготовления и объем производства.

Основными материалами для изготовления винтов, болтов, шпилек и гаек общего назначения являются:

1. Углеродистая сталь обыкновенного качества марок Ст 3кп, Ст 5Пс, Ст 5кп (ГОСТ 380-94).

2. Углеродистая качественная конструкционная сталь марок 10, 10кп, 15кп, 20, 20кп, 30, 35, 45 (ГОСТ 1050-88).

3. Легированная конструкционная сталь марок 35Х, 40Х, 38ХА, 30ХГСА, 16ХСН, 40ХНМА (ГОСТ 4543-71).

Углеродистую сталь обыкновенного качества применяют для неответственных или малоответственных крепежных резьбовых деталей без термообработки. Сталь углеродистую качественную широко применяют для ответственных крепежных резьбовых деталей, что вызвано необходимостью применения общей или местной термической обработки крепежных деталей.

Легированные стали применяют для особо ответственных крепежных деталей, в частности для скрепления быстровращающихся частей и тяжело нагруженных ответственных соединений.

Для повышения прочности крепежные резьбовые детали подвергают соответствующей термообработке или механическому упрочнению. Применение высокопрочных крепежных резьбовых деталей позволяет существенно снизить массу резьбовых соединений. Повышение прочности и значительное снижение массы резьбовых соединений достигается при изготовлении резьбовых деталей из титановых сплавов. По сравнению со стальными масса их снижается примерно в два раза. Поэтому титановые сплавы широко применяются в самолетостроении и других отраслях промышленности, где снижение массы играет существенную роль.

В технически обоснованных случаях крепежные резьбовые детали изготавливают также из сплавов цветных металлов.

Обыкновенные шайбы и гаечные замки для облегчения изготовления обычно выполняют из низкоуглеродистой стали марок Ст0, Ст2, Ст3 (ГОСТ 380-94); 08, 10, 15, 20 и 25 (ГОСТ 1050-88).

При необходимости снизить массу или облегчить электро- теплоизоляцию, коррозионную стойкость, а также герметичность соединения резьбовые детали частично или полностью изготавливают из пластмасс- полиамидов, текстолита, синтетической резины и др. Для стопорения гаек и винтов применяют стопорные кольца и пружинные шайбы.

Допускаемые напряжения для резьбовых соединений приведены в таблицах 1 и 2 в них учитываются точность расчетных формул, характер нагрузки, качество монтажа соединения (контролируемой или неконтролируемой затяжки).

Таблица 1. Значение коэффициента запаса прочности при неконтролируемой затяжке болтов.

Материал	Нагрузка, F
постоянная	переменная от 0 до F
М6-М16	М16-М30	М6-М16	М16-М30
Углеродистая сталь Легированная сталь	4- 5 5- 6,5	2,5- 4 3,3- 5	8,5- 12 6,5- 10	8,5 6,5

Таблица 2. Значение коэффициентов запаса прочности и допускаемых напряжений.

Нагрузка	Рекомендуемые значения
Растягивающая внешняя нагрузка:	а) без затяжки болтов	[σ]= 0,6σт
б) с затяжкой болтов	Статическая нагрузка: [n] по табл.1- неконтролируемая затяжка [n]= 1,2- 1,5- контролируемая затяжка
Переменная нагрузка: [nr]≥2,5- 4 неконтролируемая [n] по табл.1 затяжка [nr]= 1,5- 2,5 контролируемая [n]= 1,2-1,5 затяжка
Поперечная внешняя нагрузка:	а) болты поставлены зазором	Нагрузка статическая или переменная [n] по табл.1- неконтролируемая затяжка [n]= 1,2- 1,5- контролируемая затяжка
б) болты поставлены без зазора	[τср]= 0,4σт - (статическая) [τср]= (0,2 0,3) σт - (переменная) [σсм]= 0,8σ - сталь [σсм]= (0,4 0,5)σт- чугун
Прочность деталей в стыке	[σсм]= 0,8σт - сталь [σсм]= 0,8σв - чугун [σсм]= 1- 2 МПа - бетон [σсм]= 2- 4 МПа - дерево

В таблице 3 представлены механические свойства сталей для крепежных резьбовых деталей.

Таблица 3. Механические свойства некоторых сталей.

Марка стали	Термообработка	Предел, МПа
прочности, σпр	текучести, σт	выносливости, σ-1
Ст3	-	370- 490	200-250	-
Ст5	-	500- 640	260- 290	-
	Н
	Н
	Н
	Н
У
	Н
У
В35
	Н
У
М35
35Х	У
40Х	Н
У
М48
30ХГСА
У
М46

Условные обозначения: О- отжиг, Н- нормализация, У- улучшение, В- закалка с охлаждением в воде, М- закалка с охлаждением в масле, число после М и В- среднее значение твердости по Роквеллу.

Прочность сварных соединений зависит от следующих основных факторов: качества основного материала, определяемого его способностью к свариванию, совершенства технологического процесса сварки, характера действующих нагрузок (постоянных, переменных).

В настоящее время освоена сварка всех конструкционных сталей (включая высоколегированные), чугуна, медных, алюминиевых и других сплавов цветных металлов, а также некоторых пластмасс. Хорошо свариваются углеродистые стали обыкновенного качества марок Ст0, Ст3, Ст5, Ст6 (ГОСТ 380-94), углеродистые качественные стали марок 35, 45, 50Г (ГОСТ 1050-88). Сварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образованию в ней хрупких структур (требуется специальная технология сварки). Преимущественно применяются низколегированные стали марок 14ХКС, 15ГС, 15ХСНД, 19Г (ГОСТ 4543-71).

Эффективными мерами повышения прочности сварных соединений являются автоматическая сварка под флюсом и сварка в среде защитных газов, термообработка сварочной конструкции, наклеп дробью и чеканка швов. Эти меры позволяют повысить прочность сварных соединений при переменных нагрузках в 1,5- 2 раза и даже доводить до прочности целых образцов.

Многообразие факторов, влияющих на прочность сварных соединений, а также приближенность и условность расчетных формул вызывают необходимость экспериментального определения допускаемых напряжений. Нормы допускаемых напряжений устанавливают с учетом конкретных качеств сварки и характера нагрузки швов. В таблице 4 указаны нормы допускаемых напряжений низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей (указанных выше), применяемые в настоящее время в машиностроении.

Таблица 4. Допускаемое напряжение в сварочных швах.

Вид технологического процесса сварки	растяжение [σ'р]	сжатие [σ'сж]	срез [τ'ср]
1. Автоматическая под флюсом и ручная электродами Э42А и Э50А. Контактная стыковая.	[σр]	[σр]	0,65[σр]
2. Ручная дуговая электродами Э42 и Э50. Газовая.	0,9[σр]	[σр]	0,6[σр]
3. Контактная точечная и роликовая.	-	-	≤0,5[σр]

[σ_р]= σ_т/n- допускаемое напряжение на растяжение для материала соединяемых деталей при статических нагрузках.

Для металлоконструкций запас прочности n≈ 1,2- 1,8.

При переменных нагрузках значения допускаемых напряжений снижают умножением на коэффициент γ.

γ= 1/[(ak_σ±b)- (ak_σ±b)R],
где k_σ- эффективный коэффициент концентрации напряжений,

R- коэффициент ассиметрии цикла,

а и b- числовые коэффициенты.

Верхние знаки в этой формуле принимают при условии, если больше абсолютное значение растягивающего напряжения, а нижнее – сжимающего. Для углеродистых сталей принимают а=0,58 и b=0,26, а для низколегированных а=0,65 и b=0,3. k_σ можно принимать в зависимости от типа шва по таблице 5.

Таблица 5. Значение коэффициента концентрации напряжения.

Шов	Сталь
низкоуглеродистая	низколегированная
Стыковкой с полным проваром	1,2	1,4
Угловой	лобовой	2,0	2,5
фланговый	3,5	4,5

Стандартные шпонки изготавливают из чистотянутых стальных прутков углеродистой (ГОСТ 380-94 и ГОСТ 1050-88) и легированной стали (ГОСТ 4543-71) с пределом прочности σ_в не ниже 500 МПа (табл.3). Величина допускаемых напряжений зависит от режима работы, прочности материала деталей, посадки втулки на вал.

Для неподвижных соединений допускают:

при переходных посадках [σ_см]= 80 - 150 МПа,

при посадках с натягом [σ_см]= 110 - 200 МПа.

Меньшие значения для чугунных ступиц и при резких изменениях нагрузки. В подвижных соединениях допускаемые напряжения значительно снижают в целях предупреждения задира и ограничения износа. При этом принимают [ σ_см ]= 20 - 30 МПа.

Рекомендации по выбору величины допускаемых напряжений для зубчатых соединений приведены в таблице 6.

Таблица 6. Допускаемые напряжения смятия [σ_см], МПа.

Соединение	Условия эксплуатации	Поверхность шлицев
без термообработки	с термообработкой
Неподвижное	Тяжелые (с ударами)	50- 35	40- 70
Средние	60- 100	100- 140
Легкие	80- 120	120-200
Подвижное под нагрузкой	Тяжелые (с ударами)	-	3- 10
Средние	-	5- 15
легкие		10- 20
Подвижное без нагрузки (например, коробка скоростей)	Тяжелые (с ударами)	15- 20	20- 35
Средние	20- 30	30- 60
Легкие	25- 40	40- 70

Заклепки изготавливают из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов. Материал заклёпок должен обладать прежде всего пластичностью и не принимать закалки. Высокая пластичность материала облегчает клепку и способствует равномерному распределению нагрузки по заклепкам.

При выборе материала для заклепок необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были равными и близкими друг другу. В противном случае при колебаниях температуры в соединении появляются температурные напряжения.

Допускаемые напряжения для заклепок зависят в основном от характера обработки отверстия и характера внешней нагрузки (таблица 7).

Таблица 7.Допускаемые напряжения для стальных заклепок при статической нагрузке.

Материал	Обработка отверстия	Допускаемые напряжения, МПа
[τср]	[σсм]
Ст0 и Ст2	Сверление
Продавливание
Ст3	Сверление
Продавливание

При действии переменных нагрузок допускаемые напряжения рекомендуется понижать в среднем на 10- 20%.

2. Задания на курсовую работу

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 1

1.1. Рассчитать заклепочное соединение внахлестку полос из стали Ст.3, нагруженных растягивающей силой F. Дать эскиз соединения со всеми размерами. Размеры полос и заклепок выбрать по ГОСТам.    

ВАРИАНТ
F, кН

1.2. Рассчитать сварное соединение рукоятки из полосовой стали со ступицей клеммового соединения (см. рис.). Размеры полосы определить расчетом на прочность и выбрать из стандартного ряда.

ВАРИАНТ
F, кН	1.25	1.6		2.5	3.2	4.0
L, мм

1.3. Рассчитать клеммовое соединение по схеме и данным задачи 1.2. Дать эскиз соединения с указанием размеров и условных обозначений шва (Коэффициент трения принять f=0.2).    

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 2

2.1. Рассчитать заклепочное соединение полос из стали Ст.3, встык с двумя наладками, нагруженное растягивающей силой F. Дать эскиз соединения со всеми размерами. Размеры полос и заклепок выбрать по ГОСТам.      

ВАРИАНТ
F, кН

2.2. Рассчитать сварное соединение стоек кронштейна с основанием (см. рис.). Размеры стойки определить из расчетом ее на прочность.  

ВАРИАНТ
F, кН	1.25	1.6		2.5	3.2	4.0
L, мм

2.3. Рассчитать соединение кронштейна, приведенного на рисунке выше, с бетонным основанием фундаментными болтами. Дать эскиз соединения с указанием размеров и обозначений швов. Недостающими данными (L, I, B, и др.) задаться конструктивно, обосновывая выбор проверочными расчетами.    

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 3

3.1. Рассчитать заклепочное соединение рукоятки с поводком по схеме, приведенной на рис. Дать эскиз соединения с необходимыми размерами.  

ВАРИАНТ
F, кН	0,5	0,8	1,0	1,6		2,5
L, мм

3.2. Рассчитать сварное соединение стального прутка к крупице по приведенной схеме. Дать эскиз соединения с необходимыми размерами и обозначениями.  

ВАРИАНТ
F, кН	1.25	1.6		2.5	3.2	4.0
L, мм

3.3. Рассчитать болты крепления электродвигателя к раме, на валу которого располагается шкив ременной передачи (см. рис.)  

ВАРИАНТ
Тип двиг.	4А80А4УЗ	4А160М4УЗ
F1,кН	0,1	0,15	0,2	0,4	0,6	0,8
F2,кН	0,2	0,25	0,3	0,75	0,9	1,2
,град	15
,град	10	15	20

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 4

4.1. Рассчитать заклепочное соединение угольника, нагруженного растягивающей силой F, к косынке (см. рис.). Дать эскиз соединения со всеми размерами. Размеры угольника и заклепок выбрать по ГОСТам.  

ВАРИАНТ
F, кН

4.2. Рассчитать сварное соединение трубы, нагруженной вращающим моментом Т, к фланцу (см. рис.). Размеры трубы выбрать из расчета на прочность по ГОСТу.

ВАРИАНТ
F, кН	0,25	0,4	0,5	0,8		0,25

4.3. Рассчитать болты крепления патрубка, изображенного на рисунке задачи 4.2., к станине. Недостающими данными задаться самостоятельно. Дать эскиз соединения со всеми размерами и обозначениями.

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 5

5.1. Рассчитать заклепочное соединение двух балок из швеллера к колоне, нагруженное силой F (см. рис.).  

ВАРИАНТ
F, кН
L, м	0,5	0,75	1,0

5.2. Проверить прочность сварного соединения полосы с косынкой по схеме, приведенной на рис. Недостающими данными задаться. Материал полосы Сталь 20.  

ВАРИАНТ
F, кН
L, мм
а, мм

5.3. Рассчитать болты фланцевой муфты, расположенные по диаметру D и передающие мощность Р при частоте вращения валов n.  

ВАРИА Т
Р, кВт	2.5	4.0	5.0
n, 1/мин
D

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 6

В РИАНТ
F, кН	2,5
а, мм
α, град

6.1. Рассчитать заклепочное соединение кронштейна из полосовой стали к несущей балке из швеллера №16. Размеры кронштейна подбирать по условию прочности, недостающими данными задаваться. Дать эскиз соединения с принятыми размерами.

6.2. Рассчитать сварное соединение тяги из угловой равнополочной стали к косынке. Дать эскиз сварного соединения с необходимыми размерами и условными обозначениями.  

ВАРИАНТ
F, кН

6.3. Рассчитать ручной винтовой пресс для запрессовки втулок (см. рис.). Обосновать выбор резьбы винта, длины гайки, рукоятки прессов (винт считать достаточно устойчивым).  

ВАРИАНТ
Q, кН
F, Н

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 7

7.1. Рассчитать заклепочное соединение ступицы и обода шкива клиноременной передачи о соединяющим их диском при D и d и передаваемого крутящего момента Т. Дать эскиз шкива с указанных размеров (недостающие размеры выбрать самостоятельно).

ВАРИАНТ
D, мм
d, мм
Т, Нм

7.2. Рассчитать сварное соединение ступицы и обода шкива клиноременной передачи с соединительным диском по данным задачи 7.1. Дать эскиз шкива с необходимыми размерами и условными обозначениями сварного шва.

7.3. Рассчитать болты, крепящие рукоятку к фланцу барабана.  

ВАРИАНТ
F, кН	0,25	0,40	0,5	0,8	1,0	1,6
L, м	0,20	0,25	0,4	0,5	0,63	0,8
а, мм
в, мм

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 8

8.1. Рассчитать заклепочное соединение кронштейна из стали 20 к стойке при однородном расположении заклепок. Дать рабочий эскиз соединения с необходимыми размерами и проверочный расчет кронштейна в опасном сечении.      

ВАРИАНТ
F, кН		2,5
L, мм
Н, мм

8.2. Рассчитать сварное соединение рукоятки из полосовой стали к ступице разъемного клеммового соединения. Размеры полосы выбрать по условию прочности.  

ВАРИАНТ
F, кН	1,25	1,6	2,0	2,5
L, мм

8.3. По данным задачи 8.2. рассчитать болты разъемного клеммового соединения. Необходимые данные выбрать самостоятельно, дать эскиз сварной полуклеммы с необходимыми размерами и условным обозначением сварного шва.    

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 9

9.1. Рассчитать заклепочное соединение пластинчатого толкателя к штанге из швеллера (см. рис). Толщину толкателя выбрать из условия прочности, дать эскиз соединения с необходимыми размерами.    

ВАРИАНТ
F, кН	1,6	2,5	4,0	5,0
L, м	0,25	0,40	0,50
№ швел.

9.2. Рассчитать сварное соединение двутавровой балки к колонне из стальной трубы прямоугольного профиля. Дать эскиз соединения с условным обозначением сварки.

ВАРИАНТ
F, кН	1,6	2,5	2,5	4,0	4,0	5,6
L, м	0,5	0,5	0,8	0,8	1,9	1,9

9.3. Рассчитать болтовое соединение зубчатого колеса к барабану электролебедки (болты поставлены с зазором).    

ВАРИАНТ
М, кНм
D0,мм
Z

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 10

10.1. Рассчитать заклепочное соединение кронштейна блока к консоли крана укосины (см. рис.). Размеры кронштейна и расположение заклепок принять по конструктивным соображениям, выполнив проверочный расчет кронштейна на прочность в опасном сечении.  

ВАРИАНТ
F, кН	2,5	4,0	6,0	10,0
а, мм
в, мм

10.2. Рассчитать сварное соединение деталей кронштейна по данным задачи 10.1. Недостающими данными задаваться самостоятельно. Дать эскиз соединения с небольшими размерами, с условным обозначением шва.

10.3. Определить предельную мощность, передаваемую фланцевой муфтой с 4 болтами, два из которых поставлены с зазором, а два без зазора. Материал болтов - сталь 3 ([б_р]= 160, [τ_ср]= 100 МПа), коэффициент трения на стыке полумуфт 0,2.    

ВАРИАНТ
Част.вр. мин^-1
D, мм
Болты	М8	М10	М12	М16

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 11

11.1 Определить предельное допустимое значение растягивающей силы F для конструкции заклепочного соединения, изображенного на рисунке. Определить коэффициент ослабления соединения при заданных размерах (материал полос и накладок сталь Ст.3, заклепок сталь Ст.2). Отверстия под заклепки сверленные, диаметром d.  

ВАРИАНТ
S, мм
В, мм
d, мм	8,5	10,5	12,5

11.2 Проверить прочность сварного соединения косынки (см. рис.). Сварка ручная электродуговая электродом Э-42, материал косынки и стойки Ст.3. Нагрузка постоянная. Косынку считать достаточно устойчивой.  

ВАРИАНТ
F, кН
L, мм
а, мм
К, мм
S, мм

11.3 Определить допустимое усилие на ключе для затяжки болта при следующих данных: материл болта - Ст.3 ([б]=160 МПа, коэффициент трения f=0.2, расчетная длина ключа L=15 d).    

ВАРИАНТ
dболта	М4	М6	М8	М10	М16	М16

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 12

12.1 Рассчитать заклепочное соединение тяги из швеллера, нагруженной силой F, к колоне из швеллера 20. Материал швеллера – Ст.20. Дать эскиз соединения со всеми размерами.

ВАРИАНТ
F, кН
Тип закл.	с полукр. гол.	с потайной гол.

12.2 Рассчитать сварное соединение трубы, нагруженной крутящим моментом Т, к колоне. Дать эскиз соединения с условным обозначением сварного шва.

ВАРИАНТ
Т, кНм	0,5	1,0	1,6	2,5	4,0	5,0
Тип шва	валиковый	стыковой

12.3 Рассчитать соединение стойки, нагруженной силой F, к бетонному основанию, выполненное четырьмя болтами из стали 45. Необходимое значение длины L определить подбором и проверочными расчетами. Для бетона [б_см]=1.8 МПа, коэффициент трения по стали 0,35.  

ВАРИАНТ
F, кН
Н, мм

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 13

13.1 Рассчитать заклепочное соединение с двумя накладками двух частей тяги, имеющих форму швеллера и нагруженных силой F. Дать эскиз соединения с необходимыми размерами, проектный и проверочный расчеты элементов конструкции.  

ВАРИАНТ
F, кН

13.2 Рассчитать сварное соединение двух тяг из равнополочных уголков с накладкой, нагруженное силой F, приложенной в центре тяжести уголка. Швы выполнить равнопрочными, дать эскиз соединения с размерами и условными обозначениями сварных швов.  

ВАРИАНТ
F, кН

13.3 Рассчитать болтовое соединение ушка к поперечине (см. рис.). Болты поставлены в отверстия с зазором недостающими данными задаться самостоятельно.    

ВАРИАНТ
F, кН		2,5
а, мм
в, мм
с, мм

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 14

14.1 Рассчитать заклепочное соединение ступицы с ободом колеса, передающего момент М. Дать эскиз соединения с необходимыми размерами (заклепки с полукруглой головкой, расклепываются впотай).  

ВАРИАНТ
М, кНм	2,5					12,5
D, мм
δ1/δ2	4/5	4/6	5/6	5/8	6/8	6/8

14.2 Рассчитать сварное соединение тяг и спаренных швеллеров с накладкой по приведенной схеме. Дать эскиз соединения с необходимыми размерами и условным обозначением швов.  

ВАРИАНТ
F, кН

14.3 Какое давление в резервуаре допустимо по условию прочности стенок резервуара и болтов крепления. Материалы болтов и стенок резервуара Ст.3, нагрузка постоянная.    

ВАРИАНТ
D, мм
δ, мм
Болты	М8	М12	М16
Кол. бол.

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 15

15.1 Рассчитать предельное значение растягивающей силы F для заклепочного соединения двух полос внахлестку, изображенного на рисунке. Материал полос – Ст.3. Допускаемые напряжения для заклепок [б_см]=240 МПа, [τ_ср]=100 МПа.    

ВАРИАНТ
В1, мм
В2, мм
d0, мм	5,5	6,5	8,5
S1, мм
S2, мм

15.2 Проверить прочность сварного соединения кронштейна, нагруженного силой F (см. рис.). Материал кронштейна – Ст.3, сварка ручная электродуговая электродами Э-42.  

ВАРИАНТ
F, кН
L, мм
h, мм
к, мм
а, мм

15.3 Рассчитать винты крепления конца каната напряжением F к барабану грузовой лебедке по схеме, приведенной на рисунке.  

ВАРИАНТ
F, кН

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 16

16.1 Рассчитать заклепочное соединение из равнополочного уголка к стойке из уголка 100*63*6. Определить коэффициент ослабления соединения, дать его эскиз.  

ВАРИАНТ
F, кН
Тип	полукруглая	потайная

16.2 Рассчитать сварное соединение трубы к стене колоны (см. рис.). Дать эскиз соединения с размерами и условными определениями.  

ВАРИАНТ
F, кН	2,5
L, мм

16.3 Рассчитать диаметр резьбы для крепления дисковой пилы приводимой во вращение за счет сил трения между ней и прижимными чашками (см. рис.). Рассчитать профильное соединение ведущей чашки с валом.  

ВАРИАНТ
Т, Нм
Dср, мм

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 17

17.1 Проверить прочность заклепочного соединения полосы к косынке при заданных нагрузке и размерах (см. рис.). α=30⁰

ВАРИАНТ					5
F, кН
d0, мм
в, мм
L, мм
t, мм

17.2 Проверить прочность сварного соединения трубы из стали 20 с толщиной стенки 0.1 d, нагруженной изгибающим моментом М и вращающим моментом Т (см. рис.). Сварка ручная электродуговая электродами Э42.    

ВАРИАНТ
М, кНм		1,6	2,5
Т, Нм
К, мм
d, мм

17.3 Рассчитать резьбу и требуемую длину рукоятки винтового пресса L расчетным усилием F. Допускаемое усилие на рукоятке F_t=0.2 кН, трением на конце винта пренебречь, винт считать достаточно устойчивым.  

ВАРИАНТ
F, кН
Тип рез.	Трапецеидальная	Упорная

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 18

18.1 Определить усилие выпрессовки стальной втулки с цапфы вала (см. рис.).

ВАРИАНТ
d, мм
D, мм
в, мм
Посадка	Н7/р6	Н7/r7	Н7/s6	Н7/и7	Н8/t7	Н8/n8

18.2 Рассчитать сварное соединение из двух скрепленных равнополочных уголков к вертикальной колонне (см. рис.).  

ВАРИАНТ
F, кН		2,5
L, мм

18.3 Рассчитать винт устройства для выпрессовки втулки по данным и схеме задания 18.1, рассчитать требуемую длину рукоятки съемника L (F_p= 200 H).  

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 19

19.1 Рассчитать заклепочное соединение рукоятки из полосовой стали к фланцу барабана лебедки (см. рис.). Полосу выбрать из условия прочности (из стандартного перечня). Дать эскиз соединения.  

ВАРИАНТ
F, Н
L, мм
а, мм

19.2 Рассчитать сварное соединение двутавровой балки к стенке стальной колонне (см. рис.). Дать эскиз соединения с условным обозначением сварных швов.

ВАРИАНТ
F, кН
L, мм

19.3 Подобрать винт пресса для сгибания двутавровых балок и швеллеров из стали 40, и подобрать потребную длину рукояти пресса при расчетном усилии рабочего F_р=0.3 кН. Трением на конце винта пренебречь. Винт считать достаточно устойчивым.  

ВАРИАНТ
Вид проф.	швеллер	двутавр
№ проф.
L, мм

МЕХАНИКА ЗАДАНИЕ 20

20.1 Подобрать посадку на вал шкива клиноременной передачи из стали, передающего вращающий момент Т за счет натяга. Определить потребное усилие для напрессовки шкива. Недостающими данными задаваться самостоятельно.    

ВАРИАНТ
Т, Нм
d, мм
D, мм
в, мм

20.2 Рассчитать соединение контактной точечной сваркой полосы из стали 20 с косынкой, нагруженной силой F(см. рис.). Дать эскиз соединения с размерами и условным обозначением сварки.

ВАРИАНТ
F, кН

---

Дата добавления: 2015-07-19