Рассчитать заклепочное соединение (рис. 4.17), нагруженное переменной растягивающей силой Fmax = 140 кН. Материал тяги и проушины – сталь марки Ст3. Отверстия под заклепки сверленные. Толщина тяги δ=8 мм. Клепка производится горячим способом [24].
Рис. 4.17. Расчетная схема заклепочного соединения
Решение
А. Проектировочный расчет заклепочного соединения
Тип соединения. Принимаем для крепления тяги с проушиной заклепочное соединение внахлестку. Назначаем φmin (§ 3.8 [24])
2. Размеры поперечного сечения тяги.
По табл. 3.2 [24] для стали марки Ст3 при растяжении переменной нагрузкой (примечание 1[24]):σр=180⋅0,85=153 (Н/мм2).
Из условия прочности на растяжение необходимая площадь А опасного сечения тяги с учетом ослабления ее отверстиями под заклепки φmin=0,67,
A ≥ F/φmin*σр= 140*103/0,67*153 = 1366 мм2.
Ширина тяги: b=Aδ=13668=171 мм.
3. Размеры элементов заклепочного соединения.
По формуле (3.5) [24] диаметр отверстий под заклепки:
d0=2δ=2⋅8=16 мм.
Применяем заклепки с полукруглой головкой, изготовленные из стали Ст3. По табл. 3.1 [24] принимаем: диаметр заклепки d =16 мм, диаметр отверстия d0=17 мм.
По формуле (3.6) [24] шаг заклепок:
p=(3....5)d0=(3...5)⋅17=51...85 мм
.
Чтобы разместить по ширине тяги целое число шагов (рис. 4.17), принимаем р = 70 мм;
По формуле (3.8) [24] расстояние от края тяги до оси заклепки:
е=1,65*d0=1,65*17=28,05 мм. Принимаем е = 28 мм.
4. Число заклепок – z определяем из условия их прочности при смятии и срезе. По табл. 3.2 [24] для заклепок из стали марки Ст3 (примечание 1 [24]) допускаемые напряжения:
τcp'=140⋅0.85=119 (Н/мм2); σсм'=320⋅0.85=272 (Н/мм2).
Из формулы (3.1) [24]: zсм≥Fδd0σсм'=140*1038⋅17⋅272=3,78
Из формулы (3.2) [24]: zcp≥4Fiπd02τcp'=4⋅140⋅1031π⋅172⋅119=5,18
Принимаем z = 6.
5. Разработка конструкции заклепочного соединения.
Чтобы уменьшить влияние изгиба на прочность соединения, располагаем заклепки в 2 ряда по три заклепки в каждом, т