Расчеты конструктору

Сергей Фёдорович Гаврилов, 2021

Инженер конструктор отдела гл.механика Гаврилов Сергей Фёдорович написал эту книгу для цеховых конструкторов -механиков, занимающихся обеспечением ремонта и модернизацией оборудования,. А также студентам в помощь при написании курсовых и дипломных работ. В книге собраны примеры часто встречающихся расчетов. Расчеты выполнены с цифровыми примерами и справочными таблицами, чертежами и схемами. Книга иллюстрирована большим количеством рисунков, облегчающим понимание материала. В конце книги приведен обширный список литературы по затронутым в книге темам. По приведенной ссылке можно скачать рабочие чертежи.

Вес фрагмента детали.

Вес прямоугольного бруса.

Исходные данные: Все размеры в миллиметрах.

Плотность материала принята 7,85 т / куб.м..

Ширина бруса b = 128.

Высота бруса h = 46.

Длина бруса L = 235.

Расчет:

Масса бруса в кг: Q = 7,85 * b * h* L / 1000000;

Q = 10,861888 кг…

Плотность материала = 7850 кг / куб.м. ( Сталь 30 ГОСТ 1050-88 ).

Вес круглого бруса.

Исходные данные:

Диаметр d = 127.

Длина L = 390.

Расчет:

Площадь поперечного сечения: S=d*d*Pii/4; S=127*127*Pii /4;

S= 12667,68698.

Масса бруса:

Q = 7,85 * S * L / 1000000;

Q = 7,85 *12667,68698*390 / 1000000;

Q = 38,782124 кг.

Вес трубы.

Исходные данные:

Наружный диаметр d = 200.

Внутренний диаметр dv = 100.

Длина L = 300.

Плотность стали 7850 кг/куб.м.

Расчет:

Sn=d*d*Pii/4; Sn= 200*200*Pii/4; Sn= 31415,92654…

Sv=dv*dv*Pii/4;

Sv= 100*100*Pii/4; Sv=7853,981634…

Q=7,85*(Sn-Sv)*L / 1000000; Q=7,85*(23561,9449)*300 / 1000000;

Q= 55,48838 кг…

Вес правильного шестигранника.

Исходные данные:

Размер под ключ S = 100.

Длина бруса L = 300.

Плотность стали 7850 кг /куб. м.

Расчет:

Q=7,85 * 0,866025403 * S * S *L / 1000000;

Sp= 0,866025403 * S * S.. Площадь кв.мм.

Q=7,85 * 0,866025403 * 100 * 100 * 300 / 1000000;

Q= 20,3949 кг…

Вес прямоугольного треугольника.

Брус.

В сечении прямоугольный треугольник.

Высота h = 200.

Основание b = 160.

Длина бруса С = 300.

Масса бруса в кг: Q = 7,85 * b * h* С / 2000000;

Q=7,85 * 200 * 160 * 300 / 2000000;

Q= 37,68 кг…

Вес треугольника с разными сторонами.

Брус — в сечении треугольник.

Сторона a = 200.

Сторона b = 160.

Сторона c = 140.

Длина бруса h = 300.

Расчет:

Материал — сталь q = 7,85 т / куб.м.

Расчет:

.x=(b*b+c*c-(a*a))/(2*b*c);

.x=((160*160+140*140-(200*200))/(2*160*140);

.x= 0,116071428…

Ua = arccos(x)…

Ua = 83,33457274…

Напротив стороны лежит одноименный угол..

Высота на сторону b:

Hb = c * cos ( 90 — Ua );

Hb = 140 * 0,993240868 = 139,0537216…

Площадь треугольника:

S = b * Hb; S = 160 * 139,0537216 / 2 = 11124,29773…

Масса бруса:

Q = 7,85 * S * h; Q = 7,85 * 11124,29773 * 300 / 1000000;

Gsf = 461030/2725231222…

Q = 26,19772 кг..

Вес трапеции.

Основание b = 300.

Верх a = 140.

Высота h = 160.

Длина бруса L = 400.

Материал — сталь q = 7,85 т / куб.м.

Расчет:

Площадь трапеции:

S=h*(b+a)/2; S=160*(300+140)/2; S=h*(b+a)/2; S= 35200…

Масса:

Q=7,85 * S *L /1000000; Q=7,85 * 35200 *400 /1000000;

Q= 110,528 кг…

Вес усеченного конуса.

Брус в виде усеченного конуса.

Больший диаметр d = 600.

Меньший диаметр dv = 200.

Длина бруса L = 300.

Объем усеченного конуса:

V=(L * Pii / 3)*( Rb*Rb + Rm * Rm + Rb * Rm );

V=(300 * Pii / 3)*( 90000 + 10000 + 30000 );

V = 40840704,5…

Масса бруса:

Q= 7,85 * V / 1000000; Q= 7,85 * 40840704,5 / 1000000;

Q = 320,59953 кг..

Вес сегмента круга.

Радиус сегмента R = 300.

Высота сегмента h = 200.

Длина бруса L = 400.

Материал — сталь q = 7,85 т / куб.м.

Расчет:

Диаметр круга:

.d=R+R; d= 300 + 300; d= 600…

Площадь круга:

Sk= d * d * Pii / 4; Sk= 600 * 600 * Pii / 4; Sk= 282743,3388…

Высота треугольника под сегментом:

.a=R-h; a= 300 — 200; a= 100…

Половина основания треугольника:

.b= sqrt((R*R)-(a*a)); b= sqrt((300*300)-(100*100)); b= 282,8427125…

Площадь треугольника:

St= a * b; St= 100 * 282,8427125; St= 28284,27125…

Угол из центра круга на концы сегмента:

U = arctan( b / a ); U = arctan( 282,8427125 / 100 );

U = 70,52877937…

Площадь кругового сектора

Ss=Sk * U * 2 / 360; Ss= 282743,3388 * 70,52877937 * 2 / 360;

Ss= 110786,3476…

Площадь сегмента круга

Sg=( Ss — St ); Sg=( 55393,17378 — 28284,27125 ); Sg= 82502,07631…

Q = 7,85 * Sg * L / 1000000; Q = 7,85 * 82502,07631 * 400 / 1000000;

Q = 259,05652 кг…

……..

Вес кольца.

Вес кольца с профилем в сечении в виде трапеции.

Расчет ведется так: Деталь разбивается на три элемента.

1 — Диск с наружным диаметром — равным диаметру кольца толщиной наружной длиной сечения.

2 — Два усеченных конуса с диаметром основания равным диаметру кольца.

С диаметром вершины равным диаметру отверстия.

С высотой усеченного конуса равным Н = ( Внутренняя длина — Наружная длина ) / 2..

3 — Отверстие считается как диск толщиной равной внутренней длине.

Вес считаем: Вес = ( Вес диска + Вес усеченного конуса *2 ) — Вес диска отверстия.

Алгоритмы расчета веса элементов приведены ранее.

Кольцо с профилем широким на наружном диаметре.

Деталь так же разбивается на три элемента.

1 — Диск с наружным диаметром — равным диаметру кольца Ф Б и длиной Нб.

2 — Два усеченных конуса с диаметром основания равным диаметру кольца Ф Б.

С диаметром вершины равным диаметру отверстия Ф м.

С высотой усеченного конуса равным Н = ( Нб — Нм ) / 2..

3 — Отверстие считается как диск Ф м толщиной равной внутренней длине Нм.

Вес считаем: Вес = Вес диска Ф Б — ( Вес усеченного конуса *2 + Вес диска отверстия ).

Примечание: Часто приходится считать вес шкива клиноременной передачи.

Рассчитывают вес диска шкива не принимая во внимание канавки под ремни.

Рассчитывают вес вырезанного металла под одну канавку — как вес кольца.

Далее из веса диска шкива удаляют веса колец с профилем канавки клинового ремня.

…..

Расчеты веса элементов деталей быстрей выполнять используя программу. Программу можно скопировать из книги « Python 3 Расчет веса детали. ». Программа значительно экономит время и уменьшают вероятность ошибок в расчете.. Программы можно выполнить так же в Excel.

…

Примечание:

Для пересчета веса бруса из стали на вес бруса из другого материала —

умножаем вес стального бруса на коэффициент из таблицы В-01.