ВОПРОС 7. НАХЛЕСТОЧНОЕ СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Выполняется с помощью угловых швов.

В зависимости от формы поперечного сечения различают угловые швы:

1 ‑ нормальные k = k₁;

2 ‑ улучшенные (k / k₁ = 1:1,5; 1:2);

3 – вогнутые;

4 ‑ выпуклые.

На практике наиболее распространены нормальные швы.

Основные геометрические характеристики поперечного сечения нормального углового шва катет k и расчетная высота ‑ .

В большинстве случаев , где ‑ меньшая из толщины свариваемых деталей. Разрушение углового шва происходит по сечению т ‑ т. Площадь опасного сечения шва равна , где ‑ длина шва.

В зависимости от расположения различают швы лобовые, фланговые и косые.

Лобовой шов расположен перпендикулярно, а фланговый — napaллельно линии действия нагружающей силы. Обычно применяют комбинированное соединение фланговыми и лобовыми швами.

Фланговые швы. Основными напряжениями флангового шва являются касательные напряжения в сечении т — т. Расчет таких швов приближенно выполняют по среднему напряжению, а условия прочности записывают в виде:

В тех случаях, когда короткие фланговые швы недостаточны для выполнения условий равнопрочности, соединение усиливают прорезными швами. Условие прочности соединения с прорезным швом при

.

 

Если одна из соединяемых деталей асимметрична, то расчет прочности производят с учетом нагрузки, воспринимаемой каждым швом. Например, к листу приварен уголок, равнодействующая нагрузка F проходит через центр тяжести поперечного сечения уголка и распределяется по швам обратно пропорционально плечам e₁ и е₂. Соблюдая условие равнопрочности, швы выполняют с различной длиной так, чтобы

.

При этом напряжения в обоих швах

 

В общем случае максимальные напряжения можно определить по формуле:

,

где ‑ полярный момент сопротивления сечения швов в плоскости разрушения.

Для сравнительно коротких швов (), распространенных на практике, применяют приближенный расчет по формуле

(*)

Лобовые швы. Основными являются касательные напряжения в плоскости стыка деталей и нормальные напряжения в перпендикулярной плоскости.

По методу, принятому в инженерной практике, лобовые швы рассчитывают только по . За расчетное сечение, так же как и во фланговых швах, принимают сечения по биссектрисе т — т. При этом:

.

Такая условность расчета тоже подтверждается практикой. Расчет лобовых швов только по и сечению т ‑ т делает расчет всех лобовых швов единым независимо от их расположения к направлению нагрузки.

Когда соединение лобовым швом нагружено моментом, напряжения по торцу полосы распределяются подобно тому, как распределяются нормальные напряжения в поперечном сечении балки при изгибе. Переходя к ранее рассмотренному условному расчету лобовых швов по касательным напряжениям, получаем:

(**)

ВОПРОС 8. ТАВРОВОЕ СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ.

Тавровое соединение.Соединяемые детали в зоне сварных швов перпендикулярны (наиболее частый случай) или наклонны друг к другу. Это соединение выполняют стыковым швом с разделкой кромок или угловыми швами без разделки кромок. При нагружении изгибающим моментом и силой прочность соединения определяют по формулам:

для стыкового шва

для угловых швов

Если тавровое соединение трубы, нагруженно изгибающим и крутящим моментами, то напряжения в шве от крутящего момента

В этом уравнениипринято, что катет k шва мал в сравнении с d. При этом можно считать, что напряжения распределены равномерно по кольцевой площадке разрушения шва, равной , а средний диаметр этой площадки

.

Напряжения в шве от изгибающего момента:

Здесь учтено, что для такого сечения W в два раза меньше W_p.

Напряжения и в сечении m ‑ m взаимно перпендикулярны. Поэтому суммарное напряжение: .

 

ВОПРОС 9. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЬБ. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗЬБЫ.

 

Резьба ‑ выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии.

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы.

По числу заходов различают однозаходную, двухзаходную и т. д. резьбы.

По форме профиля:

метрическая с треугольным профилем ‑ основная крепежная резьба;

трубная ‑ треугольная со скругленными вершинами и впадинами;

круглая;

резьба винтов для дерева;

прямоугольная;

трапецеидальная симметричная;

упорная.

.

Геометрические параметры резьбы

d ‑ наружный (номинальный) диаметр;

d₁ ‑ внутренний диаметр (d и d₁ одинаковы для винта и гайки, а зазоры во впадинах образуют за счет предельных отклонений размеров этих диаметров);

d₂ ‑ средний диаметр (диаметр воображаемого цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине впадины);

h ‑ рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки;

р ‑ шаг (расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы);

р₁ ‑ ход (поступательное перемещение образующего профиля за один оборот или относительное осевое перемещение гайки за один оборот).

Для однозаходной резьбы р₁ = р; для многозаходной р₁ = n·р, где n ‑ число заходов;

α ‑ угол профиля;

ψ ‑ угол подъема (угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру);

Все геометрические параметры резьб и допуски на их размеры стандартизованы.