Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 11
Текст из файла (страница 11)
50 Ориентировочно можно принимать: /Ъ0,3...0,35 — сталь (чугун) по бетону, ~'ъ0,25 — сталь (чугун) по дереву; /'ж0,15...0,20 — сталь по чугуну (по стали). В формуле (1.50) не учитывается действие момента М, так как момент не сдвигает детали и не изменяет суммарного значения сил трения в стыке.
Если условие (1.50) не выполняется, то это значит, что условие (1.48) нераскрытия стыка не является решающим для данного соединения и затяжку следует определять по условию (1.50) несдвигаемости деталей г...=(к я,+в.,щ.д) (1.51) или ставить болты без зазора. При больших сдвигаю щих нагрузках применяют также специальные разгрузочные устройства (рис. 1.33): штифты (а), втулки (б), шпонки (в), упоры (г) и т. п. В таких конструкциях болты, поставленные с зазором, воспринимают только нагрузки, раскрывающие стык деталей.
При расчете ирочности болтов учитывают наибольшую силу затяжки Г„, из найденных по условию (1,48) или (1.51). Внешняя нагрузка, приходящаяся на один болт от силы Я„ Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Рис. !.33 1„,=Я,!г; (1,52) внешняя нагрузка от момента М определяется из равенства М= ! Я2е, +.гг2ег+ ... +Г„2е„), где !' — число болтов в поперечном ряду (на рис. 1.32 1=2); и †чис поперечных рядов с одной стороны от оси подпорота (на рис. 1.32 п=2). Силы Г,, Гг пропопциональны их расстояниям ог оси поворота: Г,/Ег —— е,/ег и т. д. Учитывая это и заменяя Е, на Гм как наибольшую из нагрузок от момента, после несложных преобразований находим Гм = Ме, ф(2е!~+2егг+... + 2е„')~.
(1.53) Суммарная нагрузка ~= ~м+ ~'я, (1.54) При известных Е„, и Г расчетную нагрузку определяют по формуле (1.37) и прочность болта по формуле (1.32) или (1,34) с учетом выражений (!.25) и (1.33). Ф о р м а с т ы к а оказывает значительное влияние на прочность соединения. Например, для сплошного 1 и несплошного 2 стыков, изображенных на рис. 1.34, значения площадей и моментов сопротивления изгибу равны: А, = аЬ; И~~ —— (1/6) аЬ г; 7 1 Ь(2 Аг — — (1/2) аЬ; И'г =- 8 б + +- -1- ь ! ь г При одинаковой вне- + + + шней нагрузке М ом во о Ь втором стыке возрастет только на 12% по сравне- Рис нию с первым стыком, а площадь уменьшится на 50%. При этом условие нераскрытия несплошного стыка можно обеспечить затяжкой болтов, уменьшенной примерно на 38% 1см.
формулы (1.44), (1.46) и (1.48)]. Комбинированная нагрузка соединения. Рассмо~ренные три случая расчета группы болтов позволяют производить расчет Ийр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 прочности соединения для любых комбинаций нагрузок. При этом действие сложной нагрузки расчленяют и приводят к действию суммы составляющих рассмотренных нагрузок. Оптимизация конструкции соединения здесь выполняется за счет формы стыка. Стык 2 позволяет уменьшить диаметры болтов и площадь кронштейна, необходимую для их размещения. Отметим, что уменьшение площади в два раза, возможно, не является оптимальным и принято только в качестве примера.
Поиск оптимальной формы можно продолжить при других комбинациях параметров. При этом кроме условия нераскрытия стыка следует учитывать и условие прочности основания формула (1.49), так как с уменьшением площади стыка увеличиваются напряжения смятия. 9 1.9. Материалы резьбовых изделий и допускаемые напряжения М а т е р и а л ы для изготовления резьбовых деталей по ГОСТ 1759.4-87 указаны в табл. 1.1. В отдельных случаях применяют сплавы цветных металлов (латунь, бронзу и др.), Таблица !.1 При выборе материала учитывают условия работы (температуру, коррозию и т.
п.), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объем производства. Например, стандартные крепежные изделия общего назначения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10.„сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с последующей накаткой резьбы. Легированные стали 35Х, 30ХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и пр. Для повышения прочности, коррозионной стойкости и жаропр очности применяют специальные виды термической и химико-термической обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий, например улучшение, цинковое или кадмиевое хромирование, хромовое или медное покрытие и пр.
52 Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®ийЬу 1сд:464840172 Допускаемые напряжения и запасы прочностидля резьбовых соединений приведены в табл. 1.2 и 1.3. Они учитывают точность расчетных формул, характер нагрузки, качество монтажа соединения (контролируемая или неконтролируемая затяжка) и пр. Таблица 1.2 затяжка; (1.34) (135) Нагрузка статическая или переменная: (1.19) болты поставлены без зазора (1.21) (1.22) (1.49) Прочность деталей в стыке Таблица 1.3 При неконтролируемой затяжке запас прочности значительно увеличивают, особенно для болтов малых диаметров (см.
табл. 1.3) [11. Это связано с возможностью перенапряжения и даже разрушения малых болтов при неконтролируемой затяжке (см, табл, 1.б). 53 Поперечная внешняя нагрузка: болты поставлены с зазором [~~ =1,5...2,5 — контролируемая затяжка Переменная нагрузка: '21~ > 2 5 ... 4, неконтролируемая затяжка; ~, по табл. 1.3 ю = 1,5...2,5,1 ~ контролируемая затяжка [я,~ = 1,5...2,5 ) Ц по табл. 1,3 †неконтролируем за- тяжка; Я = 1,5...2,5 — контролируемая затяжка [т] =0,4а, (статическая); 1т]=(0,2...0,3) 4з, (переменная) 1о,„] 1..] 1о,„] 1..] 1ст,„] 14з,„] = 0,8о', — сталь; = (0,4...0,5) о, — чугун = 058 а~т — сталь; = 0,4а, — чугун; =1...2 МПа — бетон; = 2...4 МПа — дерево Ьйр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 В тех случаях, когда увеличение массы конструкции„ связанное с увеличением диаметра болтов, является неоправданным (например, авиастроение), применяют контролируемую затяжку.
Возможность значительного увеличения статической нагрузки болтов из стали 20 при контролируемой затяжке показана в табл. 1.4. Таблица 1.4 Контроль затяжки оговаривают специальными техническими условиями и выполняют не только при заводской сборке, но также в эксплуатации и ремонте. Несоблюдение этих условий может привести к аварии.
Затяжку можно контролировать методом измерения деформаций болтов или специальных упругих шайб, а также с помощью специальных ключей предельного момента (подробнее см. [1,191). Вопросы для самоподготовки 1. Классификация, типы и основные требования к соединениям. 2. Основные типы резьб и области их применения. 3. Основные типы крепежных деталей и способов стопорения. 4. Как зависит момент, приложенный к гайке, от осевой силы винта? (Вывод формулы.) 5. Всегда ли нужно самоторможение винтовой пары? 6. Как повысить к.п.д. винтовой пары? 7.
Как повысить равномерность распределения нагрузки по виткам резьбы гайки? В. По каким напряжениям рассчитывают резьбу? Какое напряжение является главным для крепежных и ходовых резьб? 9. По какому условию определяют высоту стандартной гайки? 10. Типовые случаи нагружения болта. В каких конструкциях такие случаи встречаются? 11. Как рассчитывают болты, поставленные с зазором и без зазора в соединени- ях при сдвигающей нагрузке? 12. Как определяют расчетную нагрузку на болт, если внешняя нагрузка раскрывает стык деталей? 13. Какими средствами обеспечивают надежность соединения по условию нераскрытия стыка? 14.
От чего зависит значение коэффициента внешней нагрузки т? 15. Каковы способы повышения усталостной прочности болтов при переменной внешней нагрузке? 16. К чему приводит эксцентричное нагружение болта? 17. Как изменится нагрузка на болты в соединении по рис.
1.30, если вместо двух болтов 2 и 5 поставлен один болт в центре тяжести стыка? Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 18. По каким условиям рассчитывают соединение по рис. 1.32 и как эти условия обеспечивают? 19. Как влияет форма стыка на расчетную нагрузку болтов? Примеры васчета. Пример 1.1. Определить силу Г „которую необходимо приложить к стандартному ключу при завинчивании гайки до появления в ст не болта напряжений, равных пределу текучести о',=200 МПа (сталь 10). Определить также напряжения смятия о,„и среза т в резьбе. Расчет выполнить для болтов Мб, М12, М24, М36 и сравнить полученные результаты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
