racchet_rezbovih_coedinenii_i_vintovih_m ehanizmov (521861), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров Х,~ 2З. Коэффициент полезного действии винтового механизма 16 ,~Р св ~ [т]с (27) Условие прочности на смятие (28) К(И вЂ” И )Ав„Н Допускаемое напряжение смятия для пластичных материалов [О] принимают равным допускаемому напряжению [О] 1 (стр. 10), а при частом завинчивании и отвинчивании: гу = (0,5...0,6) [гу] 1. Коэ иг цент запаса уности я обычно выб ают в е елах 1 5...2 5. Меньшие значения принимают при контролируемой затяжке и Ы>16 мм. Для хрупких материалов [гу = 0,25 гамп.
Необходимую длину свинчивания из условия отсугствия смятия поверхности витков в мм находят по формуле ~св 4ГРР (29) св 2 2 Если хотябы одна из свинчиваемых деталей является стандартной (болт, винт, шпилька или гайка), то минимальное значение [0]т материала этой детали находят по классу их прочности (см. раздел 1.5). 4. РАСЧЕТ НЕЗАТЯНУТЫХ И ЗАТЯНУТЫХ БОЛТОВ Параметры резьбы стандартных крепежных изделий подобраны таким образом, что наиболее слабым элементом является тело болта (винта, гппильки).
Незатяпутые болты работают только на растяжение или сжатие. Расчетный внутренний диаметр резьбы незатянутого болта находят по формуле 4 Рр ж [О]Р (30) Допускаемые напряжения в долях от предела текучести ([гу] / гуу ] Таблица 13 Сталь Постоянная н ка Пе еменная н зка Мб...М16 М16...МЗО Мб...М16 М16...МЗО Угл оди стая 0,20...0,25 0,25...0,40 0,08...0,12 0,12 Ле ованная 0,15...0,20 0,20...0,30 0,10...0,15 0,15 где Рр - внешняя сила, растягивающая или сжимающая болт, Н; [о']Р -допускаемые напряжения, МПа (для болтов из углеродистых сталей [гу], = 10,5...0,б).
газ легированных - [гу], = 10,4...0,55) о'у). Затянутые болты, помимо растяжения или сжатия, работают на кручение, поэтому расчетный внутренний диаметр их резьбы находят по формуле (10). При неконтролируемой затяжке допускаемые напряжения [О'], для затянугых болтов находят по таблице 13 в зависимости от диаметра резьбы и предела текучести материала болта гну . Для стандартных болтов 0'у определяют согласно разделу 1.5.
17 При контролируемой затяжке для болтов из углеродистых сталей Ц = 0,6 0'т, легированных - ~о'1 = 0,5 о Г. др У Затянутые и незатянугые болты подбирают по условию Ф1 <И1 по ГОСТ с указанием м, м1,й2 и Р (табл. 1). В ответственных случаях проводят проверку в соответствии с разделом 2.2., принимая приведенный коэффициент трения резьбы з" и коэффициент трения фрикционной пары торца ~ по таблице 5. При контролируемой затяжке момент «на ключе» находят по формуле (9).
5. РАСЧЕТ ЗАТЯНУТЫХ БОЛТОВ, НАГРУЖЕННЫХ ВНЕШНЕЙ ОСЕВОЙ СИЛОЙ Такими болтами выполняют соединения, для которых необходимо кроме прочности болтов обеспечить нераскрьггие стыка, во избежание нарушения взаимного расположения соединяемых деталей, контактной коррозии и пониженной контактной жесткости, или герметичность соединения. Нераскрытие стыка обеспечивается, если в любой момент времени в любой точке стыка напряжение больше нуля (под стыком понимают площадь контакта соединяемых деталей). Герметичность обеспечивается, если напряжение на стыке болыпе рабочего давления среды р, .
Сила затяжки болта, обеспечивающая нераскрытие стыка, Н ~з ="з ~в ~1-Ж~ (31) где г'В - внешняя сила, действующая на болт, Н; АЗ - коэффициент запаса начальной затяжки: при статической нагрузке Згз — — 1,5...2,0; при переменной нагрузке Аз = 2,5...4; К - коэффициент внешней нагрузки.
В приближенных расчетах для соединений из стальных и чугунных деталей принимают ~ = 0,2...0,3; для соединений с упругими прокладками (паронит, резина и т.д.) у =0,4...0,5. При уточненных расчетах д ~6 +~д (32) (34) 4 1б Здесь 1б — — - податливость болта, мм/Н; ~'б - длина растягиваемого участка ЕБТН болта, мм; Гб - модуль упругости материала болта, МПа; 1,1 - суммарная податливость сжимаемых деталей, мм/Н.
Суммарную податливость деталей находят по формуле и ~д= Х~д1 (33) ~=1 где Яд; - податливость |-й детали; и - число сжимаемых деталей. Податливость сжимаемой детали, мм/Н 4 1; ~'дг Здесь Е,) - модуль упругости 1 - й детали, МПа ( для стали Е = 2,1 10 МПа, чугуна и 5 бронзы по табл. 8, других материалов по табл. 14); Ы - средний внешний диаметр конуса давления,мм; Ы0 -диаметротверстияподболт,мм; 1 -толщина 1-й детали,мм. Средний внешний диаметр конуса давления в мм находят по формуле Ы =2 5+1; $ду, (35) где Я - размер <<под ключ», мм (ориентировочно можно принять Я = 1,5 И); у - угол конуса давления (для стали у = 22...27 ). 0 Уплотияющан сила, обеспечивающая герметичность, Н ~ул (36) где А = Й0 А0 - площадь поверхности прокладки с учетом отверстий под болты, 2 мм; й0 = 0,7...0,0 - коэффициент, учитывающий уменьшение площади прокладки за счет отверстий под болты; у0 =Й р >пйщв - давление на контактных поверхностях пРокладки, МПа; Й - коэффициент запаса УплотнениЯ (табл.
14); Уйщ,л - минимальное давление уплотнения (табл. 14), МПа. Сила затяжки болта, обеспечивающая герметичность, Н Еул '~З ЕВ '11 К)+ (37) где 2 - количество болтов. Число болтов для обеспечения равномерной затяжки стыка выбирают кратным четырем. Расстояние между осями болтов (шаг болтов 1 ) при малых давлениях ( рр < 1 МПа) Ф = (5...7) ° И; при больших давлениях ( рр > 3 МПа) 1 = (2 5.„4) . й'.
Коэффициенты запаса УплотнениЯ Аул, минимальные давлениЯ УплотнениЯ Пйщ л и модули упругости Е Таблица 14 Материал прокладки Йуд ПРимечание. ПРи Уплотнении воздУха или паРа значениЯ Й и Уйщ л Увеличивают в 1,8 аза; а газов с высокой оникающей способностью (водо од, гелий и т.д. - в 2,5 аза. Расчетная сила в болте, ЕР '~3 ' С + Ж ' ЕВ ~ где С = 1,2... 1,4 - коэффициент, учитывающий напряжения кручения. (38) Резина Паронит или пересованный асбест Фторопласт - 4 Фибра Асбест, армированный проволочной сеткой Мягкий алюминий Мягкая медь Мягкая сталь 1,2 1,б 1,4 1,4 1,4 2,0 2,4 2,7 2,5 10 4,0 40 10 50 70 80 400 3000 2000 7000 3000 70000 110000 210000 19 Расчетный внутренний диаметр болта, мм 4 РР 1З9) Допускаемые напряжения Ц находят в соответствии с разделом 4.
Момент на ключе для контроля затяжки находят по формуле 19). При переменных нагрузках болты проверяют на сопротивление усталости амплитудному напряжению, МПа по сга к ГВ 2 А (40) 1 где А = - площадь поперечного сечения болта, мм~. 4 Предельная амплитуда цикла напряжений для резьбовых соединений типа болт- гайка, МПа О 1 О„= КВ.К1, К,1. (41) %~г Здесь сг 1 = ~0,8...0,9) ° о' 1 - предел выносливости материала болта при растяжении- сжатии, МПа; о' 1 - предел выносливости по табл. 7, МПа; коэффициенты К,г, ХВ., К~ и Х,1 те же, что и в формуле (20). Запас по сопротивлению усталости резьбовых соединений О'и яд = "=2,5...4.
(42) ~уа б. РАСЧКТ ГРУППОВОГО БОЛТОВОГО СОКДИНКНИЯ, НАГРУЖКННОГО В ПЛОСКОСТИ СТЫКА В отверстия соединяемых деталей болты устанавливают: с диаметральным зазором (черные болты) и без зазора с небольшим натягом (чистые болты). В общем случае такие соединения могут быть нагружены сдвигающими силами Г; и моментами Т;. Для расчета все силы и моменты приводят к центру масс стыка методом плоско - параллельного переноса и находят их равнодействующие РВ и Т.
Стыком считают плоскую фигуру, ограниченную центрами отверстий под болты. При расчете и конструировании таких соединений следует обращать внимание на наличие или возможность применения центрирующих буртов, штифтов или упоров, препятствующих сдвигу деталей, а, следовательно, разгружающих болты. б.1. Соединения болтами, установленными с зазором Сдвигу деталей препятствуют силы трения на стыках деталей, создаваемые силами затяжки болтов. При этом условно принимают, что силы трения сосредоточены под болтами.
Сила затяжки болтов - одинакова. Необходимая сила затюкки болта, обеспечивающая несдвигаемость детали, Н Высокие значения яд объясняются возможными погрешностями при определении коэффициентов основной нагрузки Я и рассеянием величины Ои в зависимости от технологических факторов.
20 1ооо.т и ~г; ~=1 (4З) Коэффициент трения ~ на стыке стальных 1чугунных) деталей Таблица 15 В частном случае при кольцевой форме стыка, Н й 2000 Т (44) Здесь Рб - диаметр окружности осей болтов, мм. Далее болты рассчитывают как затянутые в соответствии с разделом 4. б.2. Соединении болтами, установленными без зазора Отказ такого соединения наступает в результате среза болтов и смятия боковой поверхности болтов или деталей. Срезающая сила от внешней силы Рр, Н ~В И5) где ~ - полное количество болтов. Срезающая сила от внешнего момента Т, Н 1ооо т г, ЯГТ (46) ~=1 где 11 и 1; - расстояние от центра масс стыка до наиболее нагруженного болта и до каждого из них соответственно, мм (наиболее нагруженным является болт, расположенный ближе всех к линии действия силы). При кольцевой форме стыка 2000.Т Т ~'~б Расчетная сила при одновременном действии силы и момента, Н (47) где 1=1,2...2,0 - коэффициент запаса сцепления; из- число стыков деталей; коэффициент трения на стыке деталей ( табл.
15);~ - общее количество болтов; количество болтов, расположенных на расстоянии г; от центра масс стыка; Т - сдвигающий момент, Н м. ГР = Рт + РК + 2 Рт ' ГГ 'соха, 2 2 148) где Я - острый угол между векторами ЕГ и Рр . Угол й определяют аналитически или графически, имея в виду, что векторы сил Рр направлены в ту же сторону, что и сила РВ, а векторы сил Рд перпендикулярны радиусам, проведенным из центра масс стыка до центра каждого из болтов, и направлены таким образом, что моменты от них совпадают с направлением внешнего момента Т. Диаметр стержня болта с округлением по ряду нормальных линейных размеров (табл. 9), мм 4.
Рр д' Ц„.т 149) Здесь Ц = (0,2...0,3) сГГ - допускаемые напряжения среза, МПа. р т*- т Условие отсутствия смятия на поверхностях контакта болта с соединяемыми деталями -= '-'И СМ (50) где д - наименыпая из толщин соединяемых деталей, мм. Допускаемые напряжения смятия: для стальных деталей ~о'~ = 0,8 оу,' для чугунных деталей Ц = 0,4 ° о'В. Минимально необходимая толщина соединяемых деталей, мм Р Г ~И С51) 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
