Материал: Механика. Учебное пособие. Рукин Ю.Б., Нилов В.А

Силы, возникающие в ременной передаче необходимо знать для расчета шкивов, валов, опор. Принимают, что материал ремней следует закону Гука.

Тогда после приложения полезной нагрузки сумма натяжений ветвей остаѐтся постоянной. Если ветви ремня параллельны (u 1), то сила

Q = 2S0.

Если ветви ремня не параллельны, то:

где – угол между ветвями ремня.

Так как обычно усилие натяжения не контролируется в передачах с не смещаемыми осями валов, его устанавливают с запасом и оно сохраняется до вытягивания ремня. Поэтому при расчете максимальных сил на валы рекомендуется S0 и 0 увеличить в 1,5 раза.

9. 3АКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Соединительными деталями в заклепочном соединении являются заклепки. Во избежание электрохимической коррозии, материал заклепок выбирают однородным с материалом соединяемых деталей. Диаметр заклепок d обычно выбирают в зависимости от толщины соединяемых деталей δ в пределах d = (1,5…2)δmin. Отверстия под заклепки выполняют несколько большего диаметра. Шаг заклепочного ряда t выбирают по соотношению t = (3...6)d . Расстояние от заклепок первого ряда до свободной кромки детали в направлении действующей силы e = (1,5...2) d; в перпендикулярном направлении e= (1,2...1,5)d.

Расчеты на прочность основаны на следующих допуще-

ниях:

нагрузка на соединения распределяется между всеми заклепками равномерно;

124

силы трения между соединяемыми элементами не учитываются;

напряжения смятия в каждой точке контакта заклепки и детали по величине одинаковы.

Условия прочности записываются в следующем виде:

где Р – нагрузка на соединение;

z – число заклепок (на соединяемой детали), воспринимающих нагрузку Р;

i – число плоскостей среза одной заклепки; d0 – диаметр отверстия под заклепку;

Fнт – площадь поперечного сечения детали, наиболее ослабленного отверстиями под заклепки

Fнт = δmin (b – zнт d0);

b – ширина листа;

δmin – толщина самой тонкой из соединяемых деталей; zнт – число заклепок в поперечном сечении детали;

Pнт – нагрузка, действующая в поперечном сечении детали, наиболее ослабленном отверстиями под заклепки

Коэффициент ослабления листа отверстиями под заклепки определяется:

125

/ ( b z d0 )

b

где – напряжение в ослабленном сечении; b – ширина листа. Ниже рассмотрены примеры расчета при статическом

действии нагрузок на заклепочные соединения.

Пример 1.

Рассчитать заклепочное соединение узла А (рис.9.1). Тяга 1, состоящая из двух стержней прямоугольного поперечного сечения, укосина 2 – из двух неравнополочных уголков и пластина (3) толщиной 8 мм изготовлены из стали Ст.3. [σ]р = 160 МПа; [σ]см = 320

МПа; [τ]ср = 140 МПа; табл.1.2 [1]. Нагрузка Q = 40 кН.

Рис. 9.1 Соединение узла А

Решение

Из условий равновесия узла А:

определены нормальные силы N1 и N2, действующие на тягу и укосину.

N1 = Q ctgα = 40 1 = 40 кН.

На каждый из двух стержней тяги (1) действует растягивающая нормальная сила

На каждый уголок косынки (2) действует сжимающая сила

Выбираем материал заклепок – Ст.3.

Толщину стержня тяги в (Рис. 9.1) принимаем равной половине толщины пластины 3 , т.е. в = 4 мм.

По табл. 9 [1] выбираем диаметр заклепок d = 8 мм; шаг заклепочного ряда t = 3,5 d = 3,5 8 = 28 мм.

Для соединения тяги и пластины определяем необходимое число заклепок по условию их прочности на срез. Так как каждая заклепка имеет две плоскости среза, то

Принимаем z1 = 3.

Проверяем заклепки на смятие,

Т.к. см < [ ]см – условие прочности выполнено.

127

Диаметр отверстия под заклепки d0 выбираем в табл. 1.1.[5], т.е. d0 = 8,5 мм. Расстояние ℓ1 от оси крайней заклепки до кромки тяги в направлении действующей силы принимаем

ℓ1 = 1,5d = 1,58 = 12 мм.

Определяем высоту стержня тяги h (Рис. 9.1) из условия прочности на растяжение в сечении, ослабленном отверстиями под заклепки

Откуда

Принимаем h = 40 мм.

Из условия прочности на сжатие определяем требуемую площадь поперечного сечения уголка

При этом предполагаем, что продольная гибкость укосины достаточна, и потеря устойчивости не наблюдается.

По сортаменту ГОСТ 19772-74 выбираем уголок неравнополочный с размерами полок 40 32 мм и толщиной 4 мм:

С площадью поперечного сечения F = 2,00 см2 = 200 мм2. Для соединения укосины 2 с пластиной 3 выбираем диа-

метр заклѐпок d = 8 мм. Определяем необходимое число заклепок из условия прочности их на срез: