Краткие теоретические сведения
На срез рассчитывают в основном различные соединительные элементы, например заклепки, штифты, болты (точно пригнанное к отверстиям). Расчет носит условный характер и основан на следующих допущениях:
1.Предполагается, что в поперечных сечениях рассчитываемых элементов возникает лишь один внутренний силовой фактор — поперечная сила Q;
2.Предполагается, что при наличии нескольких одинаковых
соединительных элементов каждый из них воспринимает одинаковую долю
общей нагрузки, передаваемой соединением;
3.Предполагается, что касательные напряжения распределены по сечению равномерно.
Условие прочности выражается формулой:
,
где Q-поперечная сила (при нескольких i элементах соединения, передающего силу F; из второго допущения следует что Q = F/i; 
— напряжение среза в плоскости рассчитываемого сечения; Аср—площадь среза; [ 
]—допускаемое напряжение на срез.
Смятием называют местное деформирование деталей в зоне их кон -такта, например смятию подвергаются заклепки и стенки отверстий в соединяемых заклепками элементах конструкций. Обычно расчет на смятие приходится выполешь в конструкциях, соединительные элементы которых рассчитывают на срез.
При расчете на смятие принимают, что силы взаимодействия между соприкасающимися под нагрузкой деталями равномерно распределены по поверхности контакта и в каждой точке нормальны к этой поверхности. Силу взаимодействия, приходящуюся на единицу площади контактной поверхности, принято называть напряжением смятия.
Расчет на прочность выполняется по формуле:
где F — сила, передаваемая соединением; Qсм — расчетное напряжение смятия; i-число соединительных деталей (как и при расчете на срез, принимают, что все соединительные детали нагружены одинаково); Асм — расчетная площадь смятия; [асм] допускаемое напряжение смятия. Из допущения о характере распределения сил взаимодействия по поверхности контакта следует, что если контакт осуществляется по поверхности полуцилиндра, то расчетная площадь Асм равна площади проекции поверхности контакта на диаметральную плоскость (произведению диаметра цилиндрической поверхности на ее высоту).
Последовательность решения задачи:
2. Определить из условия прочности на срез допускаемое значение силы.
3. Определить требуемые значения размеров при найденной силе.
Исходные данные
Задача 7.1 Трубчатый палец 1 (рис. 7.1)
соединяет деталь 2, нагруженную силой F, с
деталью 3.Определить из условия прочности
пальца на срез допускаемое значение силы F.
При найденной силе определить требуемые
значения размеров В и Ь, если допускаемое
напряжение смятия между пальцем и деталью
2 равно [σсм]1, а между пальцем и деталью 3
Таблица 7.1 Исходные данные
| Вариант | Заданные величины | Вариант | Заданные величины | ||||||
| d | d  |  |  |  | d | d | | | |
| мм | Н/мм  | мм | Н/мм |
Задача 7.2Определить допускаемое значение силы F, растягивающей стержень 1 круглого поперечного сечения, передающий силу F через чеку деталь 2 на деталь 3(рис 7.2)
Таблица 7.2. Исходные данные
| Вариант | Заданные величины | ||||||
| d | B | h | c | ᵟ | [σ] | [tсг] | [σсм] |
| мм | Н/мм  |
Пример решения задачи:
Задача 7.3 Стержни I и II соединены штифтом III и нагружены растягивающими силами (Рис 7. 3 а). Определить размеры d, D, d 
, с, е, конструкций , если [σ] = 120 Н/мм 2 , [τср] = 80 Н/мм 2 , [σсм] = 240 Н/мм 2 . Решение. 1. Определяем диаметр штифта из условия прочности на срез:
,
 |
Определяем диаметр стержня I из условия прочности на растяжение ( сечение стержня, ослабленное отверстием для штифта, показано на рис. 7.3, б)
94,2d 
Решив квадратное уравнение, получим d = 30.8 мм. Принимаем d = 31 мм
Определяем наружный диаметр стержня из условия прочности на растяжение (сечение стержня П, ослабленное отверстие для штифта на рис 7.3, в)
,
,
94,2D 
Решив квадратное уравнение, получим D=37.7мм. Принимаем D=38 мм
Проверим, достаточна ли толщина стенок стержня 2 по условию прочности на смятие (рис 7.3 в)
,
окончательно принимаем D=39мм
Определяем размер с из условия прочности нижней части стержня 2 на срез:
Определяем размер е из условия прочности верхней части стержня 1 на срез:
Вопросы для самоконтроля при подготовке к защите работы:
1. Какую механическую характеристику материала листа надо знать чтобы. определить силу, необходимую для продавливания отверстий?
2. Диаметр заклепки увеличился в 2 раза. Как изменится расчетное напряжение среза?
3. Во сколько раз изменится допускаемая нагрузка а сварное соединение, если толщина шва уменьшится вдвое (при прочих равных условиях)?
4. Напишите условие прочности при срезе и смятии.
5. Приведите примеры работы деталей на срез и смятие.
1. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов – М: «Высшая школа» ,1986 г.
2. Аркуша A.B. Техническая механика. – М : «Высшая школа», 1989 г.
3. Мовнин М.С. и др. Руководство к решению задач по технической механике.
Источник
Ответы на тесты по дисциплине Детали машин и основы конструирования 24
ТЕМА 12. ШПОНОЧНЫЕ И ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Вопрос: » Шкив, сидящий на валу диаметром D = 15 мм, срезал сегментную шпонку, шириной b = 4 мм и длиной l = 18,6 мм. Определить вращающий момент T, если известен предел прочности при срезе материала шпонки #math[#l(tau,СР)] = 300 МПа.
#ris116.jpgris
#math1$.$prob$T$@vo2$146$prob$Н$*$м;
#math2$.$prob$T$@vo2$204$prob$Н$*$м;
#math3$.$prob$T$@vo2$192$prob$Н$*$м;
#math4$.$prob$T$@vo2$167$prob$Н$*$м.
В ответ введите номер правильного варианта.»
Ответ (4)
Вопрос: » Определить напряжения смятия #math#l(sigma,СM) в соединении призматической шпонкой, передающем вращающий момент Т = 600 Н·м, если диаметр вала D = 40 мм, а рабочая длина шпонки #math#l(l,Р) = 80 мм , (высоту площадки смятия принять #mathh$minus$#l(t,I) = 3 мм).
#ris117.jpgris
#math1$.$prob$#l(sigma,CM)$=$90$prob$МПа;
#math2$.$prob$#l(sigma,CM)$=$140$prob$МПа;
#math3$.$prob$#l(sigma,CM)$=$125$prob$МПа;
#math4$.$prob$#l(sigma,CM)$=$105$prob$МПа.
В ответ введите номер правильного варианта.»
Ответ (3)
Вопрос: » Определить напряжения смятия #math#l(sigma,СМ) в клепаном соединении, если приложена нагрузка F = 16 кН, диаметр поставленной заклепки #math#l(d,0) = 8,5 мм, толщина листов #mathdelta = 4 мм и число заклепок Z = 2.
#ris118.jpgris
#math1$.$prob$#l(sigma,СМ)$@vo2$235$prob$МПа;
#math2$.$prob$#l(sigma,СМ)$@vo2$224$prob$МПа;
#math3$.$prob$#l(sigma,СМ)$@vo2$196$prob$МПа;
#math4$.$prob$#l(sigma,СМ)$@vo2$212$prob$МПа.
В ответ введите номер правильного варианта.»
Ответ (1)
Вопрос: » Диаметр заклепки увеличился в два раза. Как изменится расчетное напряжение среза?»
Уменьшится в два раза;
Уменьшится в четыре раза;(Верно)
Не изменится;
Увеличится в четыре раза.
Вопрос: » Из расчета заклепок на срез определить диаметр #math#l(d,0) поставленной заклепки, если приложена нагрузка F = 80 кН, число заклепок Z = 10 и допускаемое напряжение #math[#l(tau,СР)] = 140 МПа.
#ris120.jpgris
#math1$.$prob$#l(d,0)$=$7.5$prob$мм;
#math2$.$prob$#l(d,0)$=$6.5$prob$мм;
#math3$.$prob$#l(d,0)$=$11$prob$мм;
#math4$.$prob$#l(d,0)$=$8.5$prob$мм.
В ответ введите номер правильного варианта.»
ОТвет (4)
Источник
Пример 35
Определить силу F, которую следует приложить к пуансону 1 штампа для пробивки в стальном листе 2 толщиной δ = 3 мм отверстия диаметром d = 10 мм (рисунок 133). Предел прочности материала при срезе 
= 400 Н/мм 2 .
Сила, необходимая для пробивки отверстия
.
Здесь А – площадь пробиваемой (срезаемой) боковой поверхности цилиндра.
Подумай и ответь на вопросы
77Какую механическую характеристику материала листа надо знать, чтобы определить силу, необходимую для продавливания отверстий?
1) предел текучести; 2) предел прочности на растяжение;
3) временное сопротивление на срез.
78Диаметр заклепки увеличили в два раза. Как изменится расчетное напряжение среза?
1) уменьшится в два раза; 2) уменьшится в четыре раза.
79В деталях из одинакового материала оказалось, что напряжения растяжения σ, среза τср и смятия σсм одинаковы по величине. Какие из этих напряжений наиболее опасны?
80Определить допускаемую нагрузку на заклепочное соединение листов с «косынкой» (рисунок 134) при допускаемых напряжениях: при растяжении листов 
= 160 МПа,при срезе заклепок 
= 140 МПа, при смятии заклепок 
= 320 МПа.
81Тяги 1 и 2 соединены болтом диаметром d = 10 мм (рисунок 135). Соединение нагружено силой F = 12 кН. Проверить прочность болта на срез и смятие при допускаемых напряжениях = 80 МПа и =160 МПа.
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .
Источник