Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основной текст.pdf
Скачиваний:
598
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
3.8 Mб
Скачать

Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Детали машин и подъемно-транспортные машины и механизмы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

И.П. Ким, А.А. Калина

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ

 

 

 

для студентов

 

методическое-технических специальностей

 

 

 

 

 

 

Учебно-

 

пособие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

к решению задач по дисциплине «Детали машин»

 

 

 

 

 

и

инженерно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

тУчебное электронное издание

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М и н с к 2 0 1 0

УДК 621.791.052 + 621.884 (075.4)

 

 

 

 

 

Авторы:

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И.П. Ким, А.А. Калина

Т

 

 

 

 

 

Рецензенты:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В.Л. Басинюк, кандидат технических наук, доцент;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

В.М. Сурин, доктор технических наук, профессор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

содержит

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

описание конструкций сварных,

 

Учебно-методическое пособие

 

 

паяных, клеевых, заклепочных соединений

соединений с натягом, а также

вывод расчетных формул.

Предложены

решения типичных задач по разделам

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

«Неразъемные соединения» и «Соединения с натягом». Пособие предназначено

для студентов инженерно-технических специальностей, изучающих дисциплины

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

«Детали машин» и «Прикладная механика».

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Белорусский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

национальный технический университет

 

 

 

Пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тел (017) 292-77-52 факс (017) 292-91-37

 

 

 

 

Регистрационный № БНТУ/МСФ27-1.2010

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©БНТУ, 2010

©Ким И.П., Калина А.А., 2010

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

1.СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ........................................................................................

 

 

 

 

 

 

4

1.1. Основные понятия и определения.......................................................................

 

 

 

 

 

4

1.2. Обозначение швов сварных соединений............................................................

 

 

 

 

6

1.3. Расчет сварных соединений...............................................................................

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

1.3.1. Стыковые соединения..................................................................................

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

1.3.2. Соединения, выполненные при помощи угловых швов.........................

 

12

1.3.3. Расчет швов точечного соединения...........................................................

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

1.4. Свариваемость сталей. Электроды. Выбор допускаемых напряжений ........

19

1.5. Примеры решения задач расчета сварных соединений..................................

 

 

24

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

2.ПАЯНЫЕ И КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ................................................................

 

 

 

 

 

35

2.1. Паяные соединения.............................................................................................

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

2.2. Клеевые соединения...........................................................................................

 

 

 

 

 

 

40

2.3. Примеры решения задач расчетов паяных и клеевых соединений.............

43

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

3.ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ...........................................................................

 

 

 

 

 

 

47

3.1. Общие сведения..................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

47

3.2. Расчет прочных швов .........................................................................................

 

 

 

 

 

 

52

3.3. Расчет прочноплотных .............................................................................

 

 

 

 

 

 

56

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Примеры решения задач расчетазаклепочных соединений

..........................

 

60

4.СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМшвов..................................................................................

 

 

 

 

 

 

71

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. Общие сведения..................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

71

4.2. Расчет соединений с натягом.............................................................................

 

 

 

 

 

 

72

4.6.

СоединенияПример решения задачи соединения фрикционными кольцами..................

 

85

4.3. Расчет деталейисоединения на прочность.........................................................

 

 

 

 

78

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4.

 

посадкой на конус.........................................................................

 

 

 

 

 

 

81

4.5. Фрикционные соединения коническими кольцами

........................................

 

 

82

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА...............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

86

3

1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1.1. Основные понятия и определения
Сварка – технологический процесс получения неразъемных Усоединений посредством установления межатомных связей между соединяемымиТчастями при их нагревании, расплавлении кромок (сварка плавлением) и (или) совместном пластическом деформировании за счет приложения внешнего усилия (сварка давлением). Н
К сварке плавлением относятся: электродуговая, электрошлаковая, газовая, электронно-лучевая, плазменная. К сварке давлениемБ– газопрессовая, термитная, контактная, ультразвуковая, диффузионная, трением и другие.
Сварное соединение – неразъемное соединение, выполненное сваркой. Различают следующие основные виды сварныхйсоединений: С – стыковые (рис. 1.1, а), Н – нахлесточные (рис. 1.1, б), Т – тавровые (рис.1.1, в), У – угловые (рис. 1.1, г) и Ц – торцовые (рис. 1.1, д).
з Рис. 1.1. Виды сварных соединений: шова – стыковое; б – нахлесточное; в – тавровое; г – угловое; д – торцовое
пПримеры обозначения сварных швов приведены в п. 1.2.
Сварной – участок сварного соединения, образовавшийся в результате екристаллизации расплавленного металла, или в результате пластической деформации при сварке давлением, или сочетания кристаллизации и деформации.
Стыковой шов – сварной шов стыкового соединения. Примеры форм Рпоперечного сечения стыковых швов показаны на рис. 1.2.
_________________________________________________________________________________
* Здесь и далее для упрощения сварные швы обозначаются без указания стандарта и типа шва.
4

 

 

 

 

 

 

У

Рис. 1.2. Формы поперечного сечения стыковых швов:

 

 

а – V-образный; б – Х-образный; в – К-образный

Т

Выбор характера подготовки кромок для сварки зависит от толщины

соединяемых элементов.

 

й

Н

 

h = 0,7k

 

 

 

 

 

 

 

СтыковоеБсоединение – сварное

 

 

 

соединение

двух

 

элементов,

 

 

 

 

 

 

 

 

примыкающих друг к другу торцовыми

 

 

рис

 

 

 

 

 

 

поверхностями.

 

 

 

 

 

о

Угловой шов –

сварной шов углового,

 

 

нахлесточного или таврового соединений

в – выпуклый; k – катетвогнутый; h – высота

( . 1.3). В ответственных конструкциях

 

 

 

 

и

 

рекомендуется

угловые и

тавровые

 

 

соединения выполнять стыковыми швами

Рис. 1.3. Угловой шов:

с подготовкой кромок (рис. 1.4).

а – нормальный; б –

;

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

углового шва

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.4. Угловое (а) и тавровое (б) соединения с подготовкой кромок

5

В зависимости от формы и расположения относительно линии действия силы различают лобовые (рис. 1.5, а), фланговые (рис. 1.5, б), комбинированные (рис. 1.5, в), косые (рис. 1.5, г), кольцевые (рис. 1.5, д) швы.

 

 

швов

 

т

зависимости от формы и расположения:

Рис. 1.5. Виды

 

 

 

и

 

 

а – лобовой; б – фланговый; – комбинированный; г – косой; д – кольцевой

 

1.2. Обозначение швов сварных соединений

знаком

 

типов по ГОСТ 2.312-72 условно изображают

Сварные

швы всех

 

швовподводят

линии-выноски, оканчивающиеся односторонними стрелками.

сплошными основнымизлиниями (видимый шов 1 на рис. 1.6) или штриховыми

линиями (невидимый шов 2 на рис. 1.6). Видимую сварную точку условно

изображают

, выполняемым сплошными основными линиями (точка 3 на

рис. 1.6). Невидимую сварную точку не изображают. К изображениям сварных

Р

 

 

 

 

Линии-выноски предпочтительно проводить от видимого шва. Условное

еобозначение шва наносят над полкой линии-выноски для шва на лицевой стороне

и под полкой – для шва на оборотной стороне.

______________________________________________________________________

* Обозначение швов дано упрощенно.

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.6. Изображение сварных швов:

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

1 – видимого; 2 – невидимого; 3 – сварной точки

 

 

 

 

 

 

Структура условного обозначения стандартного шва или одиночной

 

сварной точки по ГОСТ 2.312-72 приведена на рис. 1.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

Вспомогательные знаки, обозначающие механическую обработку шва,

 

расположение точек или участков прерывистого шва, замкнутость линии шва и т.

 

п. показаны в табл. 1.1.

 

 

 

Н

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шовобозначенияхпо замкнутой линии

 

Таблица 1.1

 

 

 

 

 

Условные знаки в

сварных швов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

№ знака

 

 

 

 

Знак

 

 

Что означает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

Шов по незамкнутой линии; знак

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

применяют, если расположение шва ясно из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

очертежа

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

з

т

Знак, после которого ставят размер катета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шва в миллиметрах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шов прерывистый или точечный с цепным

 

 

4

о

 

 

 

 

 

 

 

расположением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шов прерывистый или точечный с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шахматным расположением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усиление шва снять

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наплывы и неровности шва обработать с

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плавным переходом к основному металлу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шов выполнять при монтаже изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Вспомогательные знаки шва по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знаки “дефис”

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замкнутой линии и монтажного шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вспомогательные знаки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для прерывистого шва –Тразмер длины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

провариваемого участка, знак / или Z и размер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шага

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для одиночной сварной точки – размер расчётного

 

 

Указание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контактной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диаметра точки

 

 

Б

 

 

 

о контроле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точечной сварки или электроза-

 

 

 

 

шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ширины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

клепочного – размер расчетного диаметра точки или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрозаклепки, знак / или Z и размер шага

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для шва контактной шовной сварки – размер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расчетной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для прерывистого шва контактной шовной сварки –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расчетной ширины шва, знак умножения,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размер длины провариваемого участка, знак / и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знак

 

и размер

 

размер шага

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

согласно стандарту на типы и конструктивные элементы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обозначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполняется сплошными тонкими линиями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

швов сварныхкатетасоединений (знак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высотой, равной высоте цифр, входящих в обозначение шва)

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровое

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условное

 

 

 

 

 

 

способа сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы

 

 

 

 

 

швов сварных соединений (допуск не указывать)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Буквенно-

 

 

 

 

 

 

 

 

обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сварных соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений

 

 

 

 

Рис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 1.7. Структура условного обозначения стандартного шва или одиночной точки

 

 

 

8

Примеры обозначения сварных швов приведены в табл. 1.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2

 

 

 

Примеры обозначения швов сварных соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика шва

Форма поперечного

Условное обозначение шва,

 

 

 

 

 

сечения

 

изображенного на чертеже

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шов углового соединения со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скосом кромок,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполненный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрошлаковой сваркой

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

проволочным электродом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

катет шва

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

22 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) шов расположен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с лицевой стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) шов расположен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с внутренней стороны

 

 

 

Шов таврового соединения

 

 

р

 

 

 

 

 

 

без скоса кромок,

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двухсторонний,

защитных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прерывистый с шахматнымо

 

 

 

 

 

 

расположением,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполненный дуговой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ручной

сваркой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

газах неплавящимся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

металлическимзэлектродом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по замкнутой линии, катет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шва 6 мм, длина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

провариваемого участка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 ммп, шаг 100 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

еПри наличии в сборочной единице одинаковых швов обозначение следует

 

 

 

нанести у одного из швов, а от изображений остальных одинаковых швов провести линии-выноски с полками. Одинаковым швам присваивают один номер, который наносят на линии-выноске с полкой, на которой находится обозначение шва, и указывают число швов. У остальных швов наносят только номер шва соответственно над полкой или под полкой линии-выноски (рис. 1.8). Номера швам можно не присваивать, если швы на чертеже одинаковы и изображены с

9