Cơ khí chế tạo máy - Bài tập mối ghép đinh tán

1 PHẦN IV: BÀI TẬP PHẦN MỐI GHÉP 4.2. BÀI TẬP MỐI GHÉP ĐINH TÁN Bài 1:Cho mối ghép đinh tán có tải trọng F=75000N không qua trọng tâm. Biết: a = 100 mm L = 0,5a = 480 S1= S2= 10 mm [σd] = 105 MPa [τC]= 85 MPa 1. Xác định đinh tán chịu lực lớn nhất và lực trên đinh tán đó 2. Xác định đường kính đinh tán của mối ghép Bài 2: Tính đường kính đinh tán cho mối ghép sau: Biết: M = 2500 Nm a = 400 mm; b = 500 mm [σd] = 110 MPa;[τC]= 90 MPa S1 = 20 mm; S2= 22 mm Bài 3: Cho mối ghép đinh tán như hình vẽ. Biết: F = 8 KN; d= 10 mm S1= S2= 8mm a = 500 mm; b = 250 mm; L = a [σd] = 100 Mpa; [τC] = 75 MPa 1. Xác định đinh tán chịu lực lớn nhất 2. Kiểm nghiệm sức bền cho mối ghép đinh tán Bài 4: Cho mối ghép đinh tán sau, biết: b = 200 mm; L = 600 mm S1 = 12 mm; S2 = 10 mm [σd] = 120 MPa [τC] = 95 Mpa 1. Xác định đinh tán chịu lực lớn nhất? a a a s 1 s 2 F L S 1 S 2 d b b a L F S 1 S 2 d b b a L 30 0 F b a M bs 1 s 2 L e t t t e 2. Xác định tải trọng cho phép của mối ghép đinh tán sau? Bài 5: Cho mối ghép đinh tán có z hàng đinh xếp dọc theo chiều lực tác dụng F =230000N; S1=S2=10 mm; tấm làm bằng vật liệu CT3 ([]kt = 160 N/mm 2 ); vật liệu của đinh tán CT2 ([d] = 280 N/mm 2 ; [c] = 140 N/mm 2 ) 1. Xác định đường kính đinh tán 2. Xác định số đinh tán z cần thiết 3. Xác định bề rộng b của tấm ghép 4. Xác định chiều dài L bố trí đinh tán F 1.3. BÀI TẬP PHẦN MỐI GHÉP REN Bài 1: Giá đỡ 1 chịu tải tĩnh với các lực tác dụng F1=3000N, F2=6000N và được giữ trên trụ bê tông rỗng 2 bằng bốn bulông như hình 1. Cho biết các bu lông có ứng suất kéo cho phép [k]=100Mpa, ứng suất cắt cho phép []=120Mpa; ứng suất dập [d]=240Mpa . Trụ bê tông có đường kính ngoài 75mm; đường kính trong 35 mm; giá đỡ có chiều dày 18mm. Hệ số ma sát giữa các tấm ghép f=0,3; hệ số an toàn k=1,4. Hãy xác định: 1. Hãy phân tích lực tác dụng lên bulong và xác định lực tác dụng lớn nhất lên bulông. 2. Trong trường hợp mối ghép có khe hở, hãy tìm đường kính d1 và chọn bu lông theo tiêu chuẩn. 3. Trong trường hợp mối ghép không có khe hở, hãy tìm đường kính d1 và chọn bu lông theo tiêu chuẩn. Bài 2: Giá đỡ chịu tác dụng của tải trọng như hình 2 và được giữ bằng nhóm 2 bulong là thép CT3 có ứng suất kéo cho phép [k]=100Mpa; ứng suất cắt cho phép []=120Mpa; ứng suất dập [d]=240Mpa. Hệ số ma sát giữa các tấm ghép f= 0,2; hệ số an toàn k=1,5. Chiều dày tấm 22mm. Các lực tác dụng có cấc giá trị là: F1=6000N, F2=F3=3000N. Hãy xác định: 1. Trọng tâm nhóm bulong và lực lớn nhất tác dụng lên bulong 2. Đường kính bulông trong trường hợp sử dụng mối ghép có khe hở 3. Đường kính bulong trong trường hợp sử dụng mối ghép không có khe hở Bài 4: Hình 2 F1 F2 Hình 1 Khớp nối trục đĩa gồm 2 đĩa có mặt bích ghép với nhau, được ghép bằng 6 bulong như hình 4. Truyền mômen xoắn T=4500 N.m; đườn kính đi qua tâm các bulong D0=200mm; D1=300mm;D2=200mm hệ số ma sát giữa hai đĩa f=0,2. Tải trọng không đổi; giới hạn chảy của vật liệu bulong ch=240Mpa. Hệ số an toàn của vật liệu bulong [s]=3; hệ số an toàn của mối ghép k= 1,3. Chiều day 2 đĩa h1= h2=20mm Hãy xác định: 1. Lực tác dụng lên mỗi bulong. 2. Đường kính bulong trong trường hợp bulong lắp có khe hở 3. Đường kính bulong trường hợp bulong lắp không có khe hở. Bài 7: Một giá đỡ chịu tải trọng không đổi F như hình 6, được giữ chặt bằng 8 bulong M24. Bulong làm bằng thép CT30 có ch=300Mpa. Hệ số an toàn của vật liệu bulong [s]=3; hệ số an toàn của mối ghép k= 1,3; hệ số ma sát giữa các tấm ghép f=0,18. Chiều dày tấm ghép S1=22mm; S2=25mm; h= 42mm. 1. Hãy phân tích lực và xác định bulong chịu lực lớn nhất 2. Xác định tải trọng F cho phép của mối ghép trong trường hợp mối ghép có khe hở 3. Xác định tải trọng F cho phép của mối ghép trong trường hợp mối ghép không có khe hở. h S 2 S 1 d0 Hình 4 Hình 6 Bài 8: Một thanh ngang chịu tải trọng tĩnh F=12000N được giữ chặt bằng 6 bulong như hình 7, làm bằng thép CT3 có ch=200Mpa. Hệ số an toàn của vật liệu bulong [s]=3; hệ số an toàn của mối ghép k= 1,3; hệ số ma sát giữa các tấm ghép f=0,15. Chiều dày tấm ghép S1=18mm; S2=20mm; h= 34mm. 1. Hãy phân tích lực và xác định lực trên bulong chịu lực lớn nhất 2. Với bulong M45 hãy kiểm tra bên cho mối ghép trong trường hợp mối ghép có khe hở. 3. Với bulong M42 hãy kiểm tra bên cho mối ghép trong trường hợp mối ghép không có khe hở. F h S 2 S 1 d0 Hình 7 a c b k k ld F M Z 0 B Z 0 L1 L2 F 1.4. BÀI TẬP MỐI GHÉP HÀN Bài 1: Cho mối ghép hàn như hình vẽ, biết: Diện tích tiết diện thanh thép góc: A = 19,1 cm 2 B = 120 mm; Z0 = 7,5 cm; k = 12mm Ứng suất cắt cho phép của mối hàn: [τC]’ = 0,65 [σkt]; [σkt] là ứng suất kéo cho phép của tấm ghép. Tính chiều dài L1, L2 để khả năng tải của mối hàn và thanh thép góc là như nhau Bài 2: Cho ứng suất của mối hàn [τC]’ = 96 MPa. Xác định tải trọng F lớn nhất mà mối hàn có thể chịu được ứng với các thông số đã tính ở bài 1. Bài 3: Tính chiều rộng cần thiết của mối hàn để hàn hai thanh thép chữ U vào một tấm phẳng, biết: Thanh thép chữ U có diện tích tiết diện: A= 20,7 cm 2 Kích thước: (a×b×c) = (180 ×70×5,1) Chiều dài mối hàn dọc lấy bằng 0,4 chiều dài mối hàn ngang. Mối hàn chịu lực F=260 kN và mô men M=6,5 Nm. Ứng suất cắt cho phép của mối hàn: [τC]’ = 120MPa Bài 4: Tính chiều dài L1, L2 của mỗi hàn sau. Biết: Tải trọng: F = 49000N, B = 12,5 cm; Z0 = 4,1 cm [τC]’ = 80MPa Bề rộng cạnh hàn: k = 10 mm Bài 5: Cho mối ghép hàn như hình vẽ, biết: Thanh thép góc có diện tích tiết diện : A A k B Z 0 L1 L2 F a Z 0 L1 L2 c k b F L h b A = 19,7 cm 2 , kích thước: axbxc =125x80x10 mm; Z0 = 4,1 cm; Bề rộng cạnh hàn k =10mm. ứng suất cắt cho phép của mối hàn: [τC]’ = 0,65[σK]t; Với: [σK]t: ứng suất kéo cho phép của tấm ghép. Tính chiều dài L1, L2 để khả năng tải của mối hàn và thanh thép góc là như nhau Bài 6: Cho ứng suất của mối hàn [τC]’ = 120 MPa. Xác định tải trọng F lớn nhất mà mối hàn có thể chịu được ứng với các thông số đã tính ở trên. Bài 7: Cho mối hàn như hình vẽ. Biết k=6 mm; h=60mm; L=600 mm; bề rộng tấm hàn b=12mm. Ứng suất cho phép của tấm hàn là [σK]t = 140 N/mm 2 ; ứng suất cắt phép của mối hàn 0,6[σK]t; ứng suất kéo cho phép của mối hàn là 0,9[σK]t. Xác định lực F cho phép ứng với trường hợp hình a Bài 8. Ứng với các thông số đã cho như bài 7, hãy xác định lực F cho phép ứng với trường hợp hình b Bài 9: Hai tấm phẳng vật liệu thép CT3 tiết diện bx=200x12 được nối với nhau bằng mối giáp mối như hình bên, chịu lực F. Ứng suất cho phép của vật liệu tấm [σK]t = 160 N/mm 2 . Tính lực kéo cho phép mà mối hàn chịu được khi hàn bằng tay dùng que hàn э42 F k L h b F k Hình: a Hình: b F b  Bài 10: Với kích thước tấm hàn đã cho ở trên, phải thay đổi đường hàn như thế nào để chịu được lực đặt lên tấm tăng lên 1,2 lần so với lực đã tính được ở bài 9. BẢNG THÔNG SỐ BULONG TIÊU CHUẨN: Bulông M7 M8 M9 M10 M11 M12 M14 M16 M18 M22 d1 (mm) 6,350 7,188 8,188 9,026 10,026 10,863 12,701 14,701 16,376 20,375 d0 (mm) 5,918 6,647 7,647 8,376 9,376 10,106 11,853 13,835 15,294 17,294 Bulông M24 M27 M30 M33 M36 M9 M42 M45 M48 d1 (mm) 22,051 25,051 27,727 30,727, 33,401 36,402 39,077 42,077 44,752 ... d0 (mm) 20,752 23,752 26,211 29,211 31,670 34,670 37,129 40,129 42,587