Варламова-Тибанов - Соединения (1004701), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ ýòèõ ðåçüáîâûõ äåòàëåé ïðèâåäåíû â òàáë. 3.2. Òàì æå ïðèâåäåíû êëàññû ïðî÷íîñòè ãàåê íîðìàëü14íîé âûñîòû ïî ÃÎÑÒ 1759.5–87, ñîîòâåòñòâóþùèõ áîëòàì èøïèëüêàì.Ïðè ñòàíäàðòèçàöèè êðåïåæíûõ äåòàëåé îáåñïå÷åíà ðàâíîïðî÷íîñòü ðåçüáû è ñòåðæíÿ âèíòà, ïîýòîìó ïðè ïðàâèëüíîì âûáîðå ãëóáèíû çàâèí÷èâàíèÿ èëè èñïîëüçîâàíèè ãàåê ñòàíäàðòíîé âûñîòû (çàèñêëþ÷åíèåì íèçêèõ) äîñòàòî÷íî ïðîâåðèòü ïðî÷íîñòü ñòðåæíÿ áîëòà (âèíòà èëè øïèëüêè).Òàáëèöà 3.2Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ ðåçüáîâûõ äåòàëåéÁîëòû, âèíòû, øïèëüêèÏðåäåë ÂðåìåííîåÊëàññ òåêó÷åñòè ñîïðîòèâëåÄèàìåòðïðî÷- sò , ÌÏàíèå sâð ,ðåçüáûíîñòè(ìèíèÌÏà (ìèíèìàëüíûé) ìàëüíîå)> M163.6180300£ M16> M164.6240400£ M16> M164.8320400£ M165.63005005.84005006.63606006.8480600£ M488.86408009.872090010.9900100012.910801200ÃàéêèÑòàëü10, 10 Kï2010, 10 Kï30,3510,10Kn, 20,20Kï35, 45 40Ã20, 20Kï35,35X,35XA,45Ã40Ã2,40X,30XÃCA20Ã2P, 40XHMA40XHMAÊëàññ ïðî÷íîñòè4545456891012Ïðè ðàñ÷åòå ãðóïïîâûõ ðåçüáîâûõ ñîåäèíåíèé ïîëàãàþò, ÷òî âäàííîì ñîåäèíåíèè âñå áîëòû (âèíòû, øïèëüêè) îäíîãî ðàçìåðà çàòÿíóòû ñ îäèíàêîâîé ñèëîé è ðàñïîëîæåíû ïî ñòûêó ðàâíîìåðíî òàê,÷òî öåíòð ìàññ ñå÷åíèé áîëòîâ ñîâïàäàåò ñ öåíòðîì ìàññû ñå÷åíèÿñòûêà.Ðàñ÷åò íà÷èíàþò ñ îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèÿ öåíòðà ìàññ è ïåðåíîñà ïðèëîæåííîé âíåøíåé íàãðóçêè â ýòîò öåíòð.3.2.
Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòèñòûêà ñèëàìè è ìîìåíòàìèÏðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïðèâåäåí íà ðèñ. 3.2. Îñíîâîé êðèòåðèé ðàáîòîñïîñîáíîñòè – íåñäâèãàåìîñòü. Åå ìîæíî îáåñïå÷èòü ñ ïîìî15ùüþ áîëòà ñïåöèàëüíîé ôîðìû (ðèñ. 3.3) ïî ÃÎÑÒ 7817–80, ïîñòàâëåííîãî áåç çàçîðà â îòâåðñòèå, êàëèáðîâàííîå ðàçâåðòêîé, èëè ñ ïîìîùüþ áîëòà (ðèñ. 3.4, à), âèíòà (ðèñ. 3.4, á) èëè øïèëüêè (ðèñ. 3.4, â),ïîñòàâëåííûõ â îòâåðñòèÿ ïðèñîåäèíÿåìîé äåòàëè ñ çàçîðîì.Áîëòû óñòàíîâëåíû áåç çàçîðà (ñì.
ðèñ. 3.3).  ðàñ÷åòå ïîëàãàþò, ÷òî ôëàíöû ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé âåñüìà æåñòêèå è ìîæíî ïðåíåáðå÷ü èõ äåôîðìàöèÿìè â ïëîñêîñòÿõ, ïàðàëëåëüíûõ ïëîñêîñòèñòûêà.Íåñäâèãàåìîñòü äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãàîáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò ñîïðîòèâëåíèÿ: à) ñðåçó ñòåðæíÿ áîëòà,Ðèñ. 3.2Ðèñ. 3.3Ðèñ. 3.4á) ñìÿòèþ áîêîâîé ïîâåðõíîñòè áîëòà è ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé.Ðàñ÷åò âåäóò, ïîëàãàÿ, ÷òî ñèëû FiF , ïðèõîäÿùèåñÿ íà áîëòû îòäåéñòâèÿ öåíòðàëüíûõ âíåøíèõ ñèë (ñì. ðèñ.
3.2), ðàâíû, ò. å.16FiF = F1F =F.zãäå z – ÷èñëî áîëòîâ.Cèëû, íàãðóæàþùèå áîëòû èç-çà äåéñòâèÿ ìîìåíòà T, ïðîïîðöèîíàëüíû ðàññòîÿíèÿì r i îò áîëòîâ äî öåíòðà ìàññ. Ìàêñèìàëüíîíàãðóæåíû íàèáîëåå óäàëåííûå, íà êîòîðûå äåéñòâóåò ñèëàF1T =T ×10 3 × r maxi= zå,r 2ii =1ãäå r max – ðàññòîÿíèå îò öåíòðà ìàññ äî íàèáîëåå óäàëåííîãî áîëòà.Ðàñ÷åò âåäóò â òàêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè:1) îïðåäåëÿþò ñèëû, ïðèõîäÿùèåñÿ íà áîëòû îò äåéñòâèÿîòäåëüíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ;2) íàõîäÿò äëÿ íàèáîëåå íàãðóæåííîãî áîëòà ïóòåì ãåîìåòðèS÷åñêîãî ñëîæåíèÿ ñóììàðíóþ äåéñòâóþùóþ íà íåãî ñèëó F1max(ñì.ðèñ.
3.2; ïîäðàçä. 3.7);3) îïðåäåëÿþò èç ðàñ÷åòà áîëòà íà ñðåç íåîáõîäèìûé äèàìåòðãëàäêîé ÷àñòè áîëòà (ïðîåêòíûé ðàñ÷åò) èëè ïðîâåðÿþò ïðèãîäíîñòüçàäàííîãî äèàìåòðà (ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò) (ñì. ðèñ. 3.3);4) îêðóãëÿþò ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå äèàìåòðà ñòåðæíÿ dc äî ñòàíäàðòíîãî (ÃÎÑÒ 7817–80);5) ðàññ÷èòûâàþò äëèíó áîëòà: à) ïîëíóþ, l; á) íàðåçàííîé ÷àñòè, (l– l2); â) ìèíèìàëüíóþ, ñîïðîòèâëÿþùóþñÿ ñìÿòèþ, hñì;6) ïðîâåðÿþò ïðàâèëüíîñòü ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ ðàñ÷åòîì íà ñìÿòèå.Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ s ñì óñëîâíî ñ÷èòàþò ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûìè ïî ïëîùàäè, ÿâëÿþùåéñÿ ïðîåêöèåé ïîâåðõíîñòè ñìÿòèÿíà ïëîñêîñòü, ïåðïåíäèêóëÿðíóþ äåéñòâóþùåé ñèëå.Áîëòû (âèíòû, øïèëüêè) óñòàíîâëåíû ñ çàçîðîì (ñì. ðèñ.3.4). Åñëè îò ðàñ÷åòà íå òðåáóåòñÿ ïîâûøåííàÿ òî÷íîñòü, òî ïðèáëèæåííî ïîëàãàþò, ÷òî íàãðóçêà â ñòûêå ëîêàëèçóåòñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò îòâåðñòèé ïîä áîëòû (èñêëþ÷åíèÿ îãîâîðåíû íèæå).SÑèëó F1max, äåéñòâóþùóþ íà íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò, îïðåäåëÿþò, êàê è äëÿ áîëòà, ïîñòàâëåííîãî áåç çàçîðà.Óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà (íåñäâèãàåìîñòè) èìååò âèäF1òð = k ñö × F1Smax ,(3.1)17ãäå F1 òð – ñèëà òðåíèÿ, ñîçäàííàÿ ïðè çàòÿæêå îäíîãî áîëòà (âèíòà,øïèëüêè), kñö – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ (çàïàñà ïî íåñäâèãàåìîñòè), ïðèíèìàþò k ñö ³ 15,. ñâîþ î÷åðåäü,F1òð = Fçàò × f × i ,(3.2)ãäå Fçàò – ñèëà çàòÿæêè îäíîãî áîëòà, f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ íà ñòûêå, i – ÷èñëî ðàáî÷èõ ñòûêîâ.Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ ïðèâåäåíû â òàáë.
3.3.Òàáëèöà 3.3Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ fÕàðàêòåðèñòèêà ïàðû òðåíèÿf ðåçüáå êðåïåæíûõ áîëòîâ (âèíòîâ, øïèëåê) áåç ïîêðûòèÿ è ñìàçî÷íîãî ìàòåðèàëà0,12–0,15Íà òîðöàõ ãàåê, ãîëîâîê âèíòîâ è äðóãèõ ìåòàëëè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòÿõ,ïðîøåäøèõ ìåõàíè÷åñêóþ îáðàáîòêó è ðàáîòàþùèõ áåç ñìàçî÷íîãîìàòåðèàëà0,15–0,2 ñîåäèíåíèè ìåòàëë – áåòîí0,4 ñîåäèíåíèè ìåòàëë – ôðèêöèîííàÿ îáêëàäêà0,42 ñîåäèíåíèè ìåòàëë – ðåçèíà0,35 ðåçüáå ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ (ñî ñìàçî÷íûì ìàòåðèàëîì)0,1Ïðè íàãðóæåíèè ñîåäèíåíèÿ òîëüêî öåíòðàëüíîé ñäâèãàþùåé ñèëîé F óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà ìîæåò áûòü çàïèñàíî â áîëåå ïðîñòîé ôîðìå:Fòð = Fçàò × f × i × z = k ñö × F ,(3.3)ãäå Fòð – ñóììàðíàÿ ñèëà òðåíèÿ íà ñòûêå äåòàëåé.Ïðè íàãðóæåíèè ñîåäèíåíèÿ òîëüêî ñäâèãàþùèì ìîìåíòîì T óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà èìååò âèäT òð = k ñö × T ×10 3 ,(3.4)ãäå Tòð – ñóììàðíûé ìîìåíò ñèë òðåíèÿ íà ñòûêå äåòàëåé.Ñèëû òðåíèÿ â ñòûêå ñ íåêîòîðûì ïðèáëèæåíèåì îòíîñÿò ê îñÿìáîëòîâ âî âñåõ ñëó÷àÿõ çà èñêëþ÷åíèåì òåõ, êîãäà îäíà èç ñòûêóþùèõñÿ äåòàëåé îáëàäàåò áîëüøîé ïîäàòëèâîñòüþ èëè êîãäà áîëòûðàñïîëîæåíû âíå ñòûêà äåòàëåé.
Ïðèìåð òàêîé êîíñòðóêöèè ïîêàçàííà ðèñ. 3.5, ãäå ñðåäíèé äèàìåòð òðåíèÿ (ñòûêà)18D òð.ñð =D1 + D 2.2Ðàñ÷åòíûå çàâèñèìîñòè äëÿ ñòûêîâ èíûõ ôîðì ïðèâåäåíû â ðàáîòàõ [1 – 4].Èç óñëîâèé (3.1) – (3.4) íàõîäÿò íåîáõîäèìóþ ñèëó çàòÿæêè Fçàòêàæäîãî èç áîëòîâ.Íà áîëò (âèíò, øïèëüêó) âíåøíÿÿ ñäâèãàþùàÿ íàãðóçêà íå ïåðåäàåòñÿ. Íåîáõîäèìóþ ïëîùàäü Àð ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ áîëòà ïîäèàìåòðó d3 è íåîáõîäèìûé äèàìåòð d3 (à ïî íåìó è íîìèíàëüíûéäèàìåòð ðåçüáû d ) ïðè ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿïðî÷íîñòè ñòåðæíÿ áîëòà ïðè çàòÿæêå ñ ñèëîé Fçàò:s=13, Fçàò 13, Fçàò=£ [s] p ,App d 32 4(3.5)ãäå [s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ ñòåðæíÿ áîëòà (ñì.äàëåå ïîäðàçä.
3.6, òàáë. 3.4).Ïðè çàòÿãèâàíèè â ñòåðæíå áîëòà çà ñ÷åò òðåíèÿ â ðåçüáå âîçíèêàþò êàñàòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ êðó÷åíèÿ, ÷òî ó÷èòûâàþò, ââîäÿ êîýôôèöèåíò ïåðåä ñèëîé Fçàò â çàâèñèìîñòü (3.5). Äëÿ ñòàíäàðòíûõ êðåïåæíûõ äåòàëåé ïðè ñðåäíèõ óñëîâèÿõ òðåíèÿ â ðåçüáå ýòîò êîýôôèöèåíò ðàâåí 1,3.Ðèñ. 3.53.3. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè,ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêóÏðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïðèâåäåí íà ðèñ. 3.6, ãäå Ñ – öåíòð ìàññ ñå÷åíèé áîëòîâ. Ïðè ðàñ÷åòå ïîëàãàþò, ÷òî öåíòðàëüíàÿ âíåøíÿÿ ñèëà19íàãðóæàåò áîëòû ðàâíîìåðíî, à ìîìåíò – ïðîïîðöèîíàëüíî èõ ðàññòîÿíèÿì äî íåéòðàëüíîé, öåíòðàëüíîé îñè.
Ìàêñèìàëüíî íàãðóæåííûì áóäåò îäèí èëè íåñêîëüêî íàèáîëåå óäàëåííûõ áîëòîâ ñ ðàñêðûâàåìîé ñòîðîíû ñòûêà. îáùåì ñëó÷àå íóæíî îáåñïå÷èòü: 1) íåðàñêðûòèå ñòûêà,2) ïðî÷íîñòü áîëòîâ, 3) ïðî÷íîñòü îñíîâàíèÿ (äëÿ íåìåòàëëè÷åñêîãîîñíîâàíèÿ). îáùåé ôîðìå óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà ìîæåò áûòü çàïèñàíî òàê:s min ñò > 0 ,(3.6)ãäå s min ñò – ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ â ñòûêå ïîñëå ïðèëîæåíèÿ âíåøíåé íàãðóçêè.Äëÿ âûïîëíåíèÿ óñëîâèÿ (3.6) ââîäÿò êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî íåðàñêðûòèþ ñòûêà k = 1,3...1,5 (k = 1,1 – äëÿ ìàëîîòâåòñòâåííûõ ñîåäèíåíèé).Èç óñëîâèÿ (3.6) îïðåäåëÿþò íåîáõîäèìóþ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿðàñêðûòèÿ ñòûêà ñèëó Fçàò êàæäîãî áîëòà (âèíòà, øïèëüêè).Âíåøíèå íàãðóçêè (F, M ) ðàñïðåäåëÿþòñÿ ìåæäó ðåçüáîâûìè äåòàëÿìè è ñòûêîì.
Íà ðåçüáîâûå äåòàëè äåéñòâóåò ÷àñòü íàãðóçêè,îáîçíà÷àåìàÿ c, íàçûâàåìàÿ êîýôôèöèåíòîì îñíîâíîé íàãðóçêè.Åñëè îò ðàñ÷åòà íå òðåáóåòñÿ ïîâûøåííàÿ òî÷íîñòü, ïðèíèìàþò c =0,2...0,3 – äëÿ ìåòàëëè÷åñêèõ ñòûêîâ è c = 0,7...0,8 – äëÿ ñòûêà ìåòàëëà ñ áåòîíîì (â äðóãèõ ñëó÷àÿõ ñì. [1 – 4]).Óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà (3.6), âûðàæåííîå ÷åðåç íàïðÿæåíèÿíà ñòûêå, ïðèíèìàåò âèäs min ñò = s çàò m s FN - s M > 0.(3.7)Íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ íà ñòûêå îò çàòÿæêè áîëòîâ (âèíòîâ èëè øïèëåê)s çàò =Fçàò z,Añòãäå z – ÷èñëî áîëòîâ íà ñòûêå; Añò – íîìèíàëüíàÿ ïëîùàäü ñòûêà (áåçó÷åòà íàëè÷èÿ îòâåðñòèé ïîä áîëòû).Íàïðÿæåíèå íà ñòûêå îò äåéñòâèÿ âíåøíåé, íîðìàëüíîé ê ñòûêóñèëûs FN =20FN (1 - c ).AñòÇíàêè («+» èëè «–») ïåðåä s FN â ôîðìóëàõ: âåðõíèé – ïðè ðàñêðûâàþùåé ñòûê íàãðóçêå, íèæíèé – â òîì ñëó÷àå, êîãäà íàãðóçêà óâåëè÷èâàåò íàïðÿæåíèÿ ñæàòèÿ íà ñòûêå.Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ñòûêå îò îïðîêèäûâàþùåãî ìîìåíòàÐèñ.
3.621sM =M (1 - c ),W ñòãäå Wñò – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñòûêà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîéîñè.Åñëè íåéòðàëüíàÿ îñü îáîçíà÷åíà x–x, òîW x ñò =I x ñò,y max ñòãäå Ix ñò – ìîìåíò èíåðöèè ñòûêà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè; ymaxñò – ðàññòîÿíèå îò íåéòðàëüíîé îñè äî íàèáîëåå óäàëåííûõ òî÷åêñòûêà ñ ðàçãðóæàåìîé ñòîðîíû ñòûêà.Ïîñëå ââåäåíèÿ êîýôôèöèåíòà çàïàñà ïî íåðàñêðûòèþ k è ïðåîáðàçîâàíèé óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà (3.6) ïðèíèìàåò âèäFçàò = kAñò é M (1 - c ) y maxñò FN (1 - c ) ù±êú,z êëI xñòAñò úû(3.8)îòêóäà âèäíî, ÷òî ïðè îäèíàêîâîì äëÿ ñòûêîâ ðàçíûõ ôîðì çíà÷åíèèymax ñò íàèáîëåå ðàöèîíàëüíûì áóäåò òîò ñòûê, ó êîòîðîãî èìååòI xñòìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå îòíîøåíèå. Ïðè ýòîì áóäåò ìèíèìàëüAñòíûì çíà÷åíèå íåîáõîäèìîé ñèëû Fçàò ïî óñëîâèþ íåðàñêðûòèÿ ñòûêà.Íåîáõîäèìóþ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ áîëòà Ap (ïðîåêòíûé ðàñ÷åò) íàõîäÿò èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè áîëòàs=13, Fçàò + cFS âíAp£ [s] p ,(3.9)ãäå êîýôôèöèåíò 1,3 ó÷èòûâàåò ñêðó÷èâàíèå áîëòà ïðè åãî çàòÿæêå;FS âí – ñóììàðíàÿ âíåøíÿÿ ðàñòÿãèâàþùàÿ íàãðóçêà, ïðèõîäÿùàÿñÿíà íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò; Ap – ïëîùàäü áîëòà ïî äèàìåòðó d3(ñì.
ïîäðàçä. 3.1)A p = p d 32 4 ,[s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ äëÿ áîëòà (ñì. ïîäðàçä.3.6). ñâîþ î÷åðåäü,22FS âí =MW x âñåõ áîëòîâ±FN,zãäå Wx âñåõ áîëòîâ – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ âñåõ áîëòîâ îòíîñèòåëüíîíåéòðàëüíîé îñè x.Ïðåíåáðåãàÿ ìîìåíòîì ñîïðîòèâëåíèÿ áîëòà îòíîñèòåëüíî ñîáñòâåííîé öåíòðàëüíîé îñè, ìîæíî çàïèñàòüiW x âñåõ áîëòîâ = A P åy i2áy maxá,ãäå yi á – ðàññòîÿíèå îò íåéòðàëüíîé îñè äî íåêîòîðîãî i-ãî áîëòà;ymax á – òî æå, äëÿ íàèáîëåå óäàëåííîãî áîëòà, íàõîäÿùåãîñÿ íà ðàñêðûâàåìîé ñòîðîíå ñòûêà.×åì áîëüøå Wx âñåõ áîëòîâ , òåì ìåíüøå íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â áîëòå.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
