RK-3_-_Zhurnal_lab_rabot_DM_2014_-1
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (MГТУ им. Н.Э. Баумана)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Утвержден редсоветом МГТУ
Ж У Р Н А Л
лабораторных работ по курсу
“Детали машин” “Детали машин и основы конструирования”
“Основы конструирования деталей и узлов машин” “Основы проектирования машин”
Фамилия студента________________________________________
Факультет_______________________________________________
Группа__________________________________________________
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Москва |
2014 |
Проверил________________ |
“ |
” ______________201 г. |
Ра б о т а № 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ИВЫБОР СПОСОБОВ СТОПОРЕНИЯ
I. Основные параметры резьбы. Типы резьб
II. Основные типы затягиваемых резьбовых соединений и требо– вания к длине ненарезанной части винта, шпильки (l-b)
Соединение
винтом с гайкой |
винтом |
шпилькой с гайкой |
|
(болтом) |
|||
|
|
Глубина |
l1 |
d |
сталь |
чугун |
сплавылегкие сталь |
чугун |
сплавылегкие |
||
завинчивания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Глубина нарезки |
|
|
|
l2 |
= |
l1 |
+ (2...2,5)P |
||
Глубина сверления |
|
|
|
l3 |
= l1 |
+ (3...4)P |
|||
d – номинальный диаметр винта, шпильки; P – шаг резьбы
3
III. Формы головок винтов (классификация и примеры)
IV. Формы гаек (наименование, примеры, условия применения)
V. Способы стопорения
А. Дополнительным трением (перечислить и дать не менее двух эскизов)
4
Б. Дополнительными деталями (перечислить и дать не менее двух эскизов)
В. Наглухо (перечислить)
VI. Определение размеров соединения винтом
Дано: толщина листа δ = |
мм. |
|
Подобрать винт М по ГОСТ |
для соединения |
|
листа с корпусной деталью из |
|
|
Соединение застопорить |
|
по ГОСТ |
Изобразить соединение. Поставить на эскизе размеры: |
||
δ, d, l, b, l1, l2, l3, S в мм. |
|
|
Эскиз к пункту VI |
|
Эскиз к пункту VII |
|
||
|
|
|
5
|
Обозначение раз- |
Расчеты и зна- |
|
Наименование размера |
мера и формула |
чения размера |
|
|
для его определ. |
в мм |
|
Толщина шайбы по ГОСТ |
S |
|
|
Шаг резьбы по ГОСТ |
P |
|
|
Необходимая глубина завинчи- |
l'1 = ( |
)d |
|
вания |
|
||
Необходимая длина винта |
l' = δ + l'1 +S |
|
|
Длина винта по ГОСТ |
l |
|
|
Длина нарезанной части винта |
|
|
|
по ГОСТ |
b |
|
|
Фактическая глубина завинчив. |
l1 = l – δ - S |
|
|
Необходимая глубина нарезки |
l’2 = l1 + (2...2,5)P |
|
|
Глубина нарезки по ряду Ra40 |
l2 |
|
|
Необходимая глубина сверления |
l’3 = l1 + (3,5...4)P |
|
|
Глубина сверления по ряду Ra40 |
l3 |
|
|
VII. Определение размеров соединения болтом
Подобрать болт М по ГОСТ 7817-80 для соединения двух деталей
с толщинами δ1 = |
мм, δ2 = |
мм. Гайку по ГОСТ |
|
||
застопорить |
по ГОСТ |
. Изобразить соедине- |
|||
ние. Поставить на эскизе размеры: d, d1, δ1, δ2, S, m, l3, l, l2, f, h в мм. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение раз- |
Расчеты и зна- |
|
Наименование размера |
|
мера и формула для |
чения размера |
||
|
|
|
его определ. |
в мм |
|
Диаметр стержня болта по ГОСТ |
|
d1 |
|
|
|
Толщина шайбы по ГОСТ |
|
S |
|
|
|
Высота гайки по ГОСТ |
|
|
m |
|
|
Запас резьбы |
|
|
a’ (0,2...0,3)d |
|
|
Длина выступа по ГОСТ |
|
l3 |
|
|
|
Необходимая длина болта |
|
l’=δ1+δ2+S+m+a’+l3 |
|
||
Длина болта по ГОСТ |
|
|
l |
|
|
Размер (l - l2)по ГОСТ |
|
|
l - l2 |
|
|
Длина гладкой части болта |
|
l2 |
|
|
|
Фаска по ГОСТ |
|
|
f |
|
|
Длины поверхностей смятия |
|
δ1 |
|
|
|
|
h= l2-δ1 -f |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
* Эскизы к пунктам VI и VII расположить на предыдущей странице.
6
Проверил________________ |
“ |
” ______________201 г. |
|||
Р а б о т а № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ |
|||||
|
БОЛТА В ЗАТЯНУТОМ СОЕДИНЕНИИ |
|
|||
I. Объекты испытания: болты М16, М14, М12; кл. прочн. ____ |
|||||
|
Основные параметры |
|
|
||
Внутренний диаметр резьбы винта (расчетный), мм |
d3 = dP = |
|
|||
Площадь расчетного сечения винта, мм2 |
|
|
AP = |
|
|
Момент сопротивления кручению расчетного сечения, мм3 |
Wкр = π dР3 |
= |
|||
|
|
|
|
16 |
|
Допустимая сила затяжки, Н |
|
|
Fзат.доп. = |
|
|
Установка |
Описание установки: |
|
|
|
|
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Схемы сборки установки: |
|
а) для определения момента |
б) для определения момента |
в резьбе ТР |
завинчивания Тзав |
7
Определение отношения σЭКВ σ |
р |
по результатам эксперимента |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила затяжки и моменты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения |
|
Fзат. = |
Н |
σ |
р |
= |
4 Fзат. |
= |
|||||
|
|
|
|
|
π d32 |
|
|
||||
ТР = |
Н·м |
τ |
кр |
= |
ТР |
103 |
|
= |
|||
|
|
0,2 d33 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Тзав. = |
Н·м |
σЭКВ = |
|
|
σр2 +3 τкр2 = |
||||||
|
|
σЭКВ σ |
р |
|
= |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статистическая обработка результатов n испытаний с учетом данных, полученных предыдущими группами
|
№ опыта |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
Xi = σЭКВ ⁄ σр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Среднее значение |
|
отношения |
|
|
|
x = |
1 |
∑xi |
= |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее квадратическое отклонение |
|
Sx = |
|
1 |
|
|
∑(xi − x)2 = |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n −1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Определение Fзат ⁄ Fкл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
при затягивании болта ключем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
при l = 14d = 14·____ = |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Fзат , Н |
Fкл=Тзав ⁄ |
l. Н |
Fзат ⁄ |
Fкл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема затягивания болта ключем
Заключение
8
Проверил________________ |
“ |
” ______________201 г. |
Р а б о т а № 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДАТЛИВОСТИ ЗАТЯНУТОГО БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
Примечание:
1.Принять a = S
2.Размеры l1, l2, D, h1, h2 –
указаны на испытательной установке ДМ-30
Описание установки: 1.
2.
3.
4.
5. Электрическая схема измерительного моста:
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
9
I. Размеры элементов соединения, мм
|
|
|
|
|
Болт |
|
|
|
|
|
Гайка |
|
|
|
Детали |
|
|
|||||||
|
d |
|
d3 |
|
|
dC |
|
|
l1 |
|
|
l2 |
|
H |
|
S |
|
|
d0 |
D |
h1 |
h2 |
|
|
|
16 |
|
13,546 |
|
12 |
|
|
42 |
|
|
24 |
|
12 |
24 |
|
16,5 |
50 |
30 |
30 |
|
||||
|
|
II. Экспериментальное определение коэффициента χ |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Соединение |
|
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
Силы, Н |
|
|
|
|
|
χ |
|||||||
опыта |
|
Fзат |
|
|
|
F |
|
|
Fб |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
без |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
прокладки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
прокладкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
F = F +χ F |
; |
|
χ = |
Fб −Fзат |
= |
––––––––––– |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
б |
|
зат |
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
III. Расчет податливости болта |
IV. Расчет податливости деталей |
|||||||||||||||||||||||
|
|
Расчетная схема |
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная схема |
|
|
||||||||||||
λб = |
1 |
∑i |
li |
= |
λ∂ = |
1 |
∑i |
li |
= |
||
|
|
||||||||||
E |
|
A |
|||||||||
|
б |
1 |
|
|
E∂ 1 |
A∂i |
|||||
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
||
V. Определение коэффициента расчетным путем и заключение по работе
χ = λ∂λ+∂λб =
10
Проверил________________ |
“ |
” ______________201 г. |
Р а б о т а № 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ
I. Характеристика соединения
Рис. 1. Эскиз деталей соединения
Результаты измерений
Номинальный диаметр |
|
||
вала |
d, мм |
|
|
Диаметр отверстия в |
0 |
||
вале |
d1, мм |
||
|
|||
Наружный диаметр |
|
||
втулки |
d2, мм |
|
|
Отклонения размеров вала и втулки от номинальных размеров
№ изме- |
|
Отклонения размеров |
|||||
|
рения |
|
вала, |
|
|
втулки, |
|
|
|
мкм |
|
|
мкм |
||
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
1= |
|
|
2= |
|
|
значение |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
Измеренный натяг в |
|
|
||||
|
соединении |
N ,мкм |
|
||||
|
N = 1 – |
2 = |
– |
= |
|
||
Длина посадочной части вала и втулки L, мм
Среднее арифметическое отклонение профиля вала Ra1, мкм
Среднее арифметическое отклонение профиля втулки Ra2, мкм
Рис.2. Поля допусков стандартных цилиндрических посадок
Посадки, рекомендуемые стандартом
H 7 |
; |
H 7 |
; |
H7 |
p6 |
r6 |
s6 |
Посадка данного соединения:
Названия приборов для замера отклонений:
1.Вала – __________________________
2.Отверстия втулки – ______________
________________________________
11