racchet_rezbovih_coedinenii_i_vintovih_m ehanizmov (521861), страница 7
Текст из файла (страница 7)
5. Расчет группового болтового соединения, нагруженного в плоскости, перпендикулярной стьпсу ( 1 3)' 3 3 12 М 3)'( 1 3) 'ХО где И~ = б Х1 Л1 12 — 3520800 мм - момент сопротивления опорной з б 800 3 поверхности основания натяжного устройства; Х= - момент инерции плоской 12 4 фигуры, ограниченной внешним контуром опорной поверхности, мм; Ь=В1 — В3- 3 ширина плоской фигуры, Ь= я.1 - ее высота; Х0 = - момент инерции плоской 0 12 фигуры, ограниченной внутренним контуром опорной поверхности натяжного устройства, 4 мм; Ь0 = Х3 - высота внутреннего контура; г = Ь/2 = Х1/2 - расстояние от центральной оси до наиболее удаленной точки внешнего контура стыка.
Напряжение от суммарной силы затяжки по условию нераскрытия стыка, формула (54) сг3 = ЬЗ ((АХ + сто)= 1,25 10,54+0,45)= 1,24 МПа, Крепление натяжного устройства (рис.4а) к основанию 2 болтами 3 является групповым болтовым соединением, нагруженным в плоскости, перпендикулярной стыку. На рис. б показаны эпюры напряжений па стыке. Напряжение от внешней отрывающей силы по формуле (52) Ру 4500 О.р = — = =0,45 МПа. А 10000 Здесь А = (Х1 — Х3) (В1 — В3) = (800 — 700) (200 — 100) = 10000 мм - площадь основания натяжного устройства. Напряжение от опрокидывающего момента по формуле (53) М 1000 1904 гг' 3520800 ~В1 В3 ) Х'1 3 12 33 Эпюры напряжений на стыке Рис.
6 Здесь принято (стр. 22): О'яя и = О, а коэффициент запаса начальной затяжки йЗ = 1,25, поскольку основание неметаллическое. Сила затяжки болта. обеспечивающая нераскрытие стыка, формула (55) З А 1'24 10000 3100 3 4 где ~ = 4 количество болтов крепления натяжного устройства с основанию. Сила затяжки болта по условию несдвигаемости при действии только сдвигающей силы по формуле (56) А ' Рх '~у 1~5'7790 4500 04.4 4 Здесь коэффициент трения на стыке при бетонном основании ~ =0,4, а коэффициент запаса сцепления А = 1,5 (стр. 20). Сила затяжки болта по условию несдвигаемости больше, чем по условию нераскрытия стыка, поэтому дальнейшие расчеты будем вести по большему значению.
Напряжения на стыке при этой силе затяжки, формула (57) 2 ГЗ 4 8430 сЗ вЂ” — — 3,37 МПа. А 10000 Условие прочности бетонного основания, формула(58) ощд~ — — О як +ОЗ вЂ” Ок =054+337 — 045=346>[о~ = 2,0...3,0 МПане выполняется. Необходимо увеличить основание натяжного устройства. Увеличим ширину лап натяжного устройства, сделав их сплошными, т.е. приняв ВЗ =О. Тогда напряжение от внешней отрывающей силы по формуле (52) 34 сгр —— — — — = 0,225 мп, '"у 4500 А 20000 где А = (Х1 — я.3) В1 = (800 — 700) 200 = 20000 мм - увеличенная площадь основания натяжного устройства.
Напряжение от опрокидывающего момента по формуле (53) М 1000 1904 о7 — — — — — — — 0,27 МПа, И" 7041600 ~гз- з)л, где И' = б А1 6800 — 7041600 мм - момент сопротивления 3 увеличенной опорной поверхности натяжного устройства. Напряжение от суммарной силы затяжки по условию нераскрытия стыка, формула (54) о'з — — йз ° (сгу + сг к ) = 1,25 * (0,27+ 0,225) = 0,619 МПа, Сила затяжки болта, обеспечивающая нераскрытие стыка, формула ~55) сгз.
А 0,619 20000 3 4 Как видим, с увеличением размеров основания сила затяжки по условию нераскрытия стыка практически не изменилась, поэтому дальнейшие расчеты будем вести по большей силе, т.е. силе затяжки болта из условия несдвигаемости. Напряжения на увеличенном стыке при этой силе затяжки по формуле 157) ~'Рз 4 8430 = 1,69 мпа.
А 20000 Условиепрочности бетонного основания, формула(58) сгяялх = сух,г+сгз — сгк = 0,27+1,69 — 0,225= 1,74>[сг] = 2,0...3,0 МПа. Таким образом, при увеличенных лапах прочность основания из бетона обеспечивается. Нагрузка на болт от внешней отрывающей силы, формула 160) Рр — — — — — — — 1125 Н, ~у 4500 4 где я = 4 - число фундаментных болтов. Внешняя сила в болте от опрокидывающего момента, формула ~61) 1000 М 11 1000 1904 350 Рт 12 4 350 Ф г'=1 Где 11 = 350 мм - расстояние от оси У до болтов.
Полная внешняя сила на болт, формула 162) Рд = Рр + Р,у — — 1360+ 1125 = 2485 Н. Расчетная сила, формула (38) РР— — Г3 С + У Р~ — — 8430 1,3+ 0,3 2485 = 11700 Н. Расчетный внутренний диаметр резьбы болта по формуле (39) 36 Здесь ~су] =0,25 (уу =0,25 230=57,5 МПа - допускаемое напряжение для фундаментного болта из стали ст.
3 (о т = 230 МПа по табл. 7) при неконтролируемой затяжке. По условию прочности принимаем болты с резьбой М20 ГОСТ 9150-81, имеющей следующие параметры: наружный диаметр Ф = 20 мм, внутренний диаметр Ф1 = 17,294 мм, средний диаметр Н2 = 18,37б мм, шаг резьбы Р = 2,5 мм. На рис. 7 представлена конструктивная проработка фрагмента натяжного устройства (винтовая пара). ПРИМЕР РАСЧЕТА ГРУППОВОГО БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ, НАГРУЖЕННОГО В ПЛОСКОСТИ СТЫКА Рассчитать болтовое соединение венца составного зубчатого колеса с диском ступицы ( рис.8) болтами, установленными с зазором.
Количество болтов г = 8. Нормальная сила в зацеплении гн — — 30 кН, начальный диаметр зубчатого колеса И„„= 650 мм, диаметр окружности центров болтов Юб — — 440 мм. Определить: диаметр болтов, установленных с зазором, необходимый момент затяжки, также количество болтов того же диаметра, установленных без зазора, и размеры 61 и д2.Принять: материал зубчатого венца - сталь 40Х, диска ступицы - чугун СЧ 20, класс прочности болтов, установленных с зазором, -б.8, материал болтов, установленных без зазора - сталь 20.
Сборное зубчатое колесо Рис. 8 Разложим нормальную силу Рн на окружную Х~ — — Рн сомХ =30 сойУ = =28,2 кНирадиальную Р,, = Р, ° яиа „=30 яп20 =10,3 кН силы. Здесь й„, =20 -угол О 0 зацепления зубчатой передачи. 1. Расчет группы болтов, установленных с зазором Венец зубчатого колеса центрируется с диском ступицы по диаметру Р . Окружная и радиальная силы воспринимаются упорным буртом, а на болты действует только 37 сдвигающий момент от окружной силыРг равный Т=Рг.ди,/2=28,2 650/2=9170 Н м. Сила затяжки болта, обеспечивающая несдвигаемость зубчатого венца относительно диска ступицы, под действием только момента при Ш = 1 будет, формула (44) 2000 й Т 2000 1,5 9170 б ~ Эб 8 012.440 Здесь принято: коэффициент трения на стыке при обработке резанием ~ = 0,12 (табл.
15); коэффициент запаса сцепления - А = 1,5 . Поскольку болты являются затянутыми, то расчетный внутренний диаметр их резьбы по формуле(10) 4 Рр С 4 65100.1,3 д' 288 г =.з ' [ п2 2000 +, ~+~ ~2т Н2 = 6510 ' ф 2,48 +11,3 + 0,12. =307 Н м. пб Р 13 б Здесь 9l = агс$д = агсф = 2,48 - угол подъема витка резьбы; пр = 1- ж И2 к 22,051 заходность резьбы; ~р' = агсф~' = агсф 0,2 = 11,3 -приведенный угол трения; ~' = 0,2 приведенный коэффициент трения в резьбе для болтов без покрытия при наличии смазки по таблице 5; ~ =0,12 - коэффициент трения на торце при наличии смазки по таблице 5; Ют =1,4 И =1,4 24=33,6 мм-диаметртрения(стр.
8). 2. Расчет группы болтов, установленных без зазора Принимаем диаметр болтов, установленных без зазора Ы = 24 мм. Срезающие силы Рг и Р,, воспринимаются центрирующим диаметром В и на болты не действует. Поэтому при известном диаметре болтов их количество может быть найдено из совместного решения уравнений (47) и (49). В нашем случае пз = 1, тогда 8000 Т 8000 9170 Ы Рб.ж Цр 24 .440 ж 60 Здесь: Рр = РЗ = 65100 Н - расчетная сила, равная силе затяжки болта; С = 1,3 коэффициент, учитывающий напряжения кручения; ~сУ]р — — 0,6сгТ = 0,6 ° 480 = 288 МПа - допускаемое напряжение для затянутых болтов из углеродистой стали при контролируемой затяжке (стр.
17); 0'Т = 6 ° 8 ° 10 = 480 МПа - предел текучести материала болтов класса прочности б.8 (стр.9). Выбираем Болты М24Х 50 — 68.68 ГОСТ 7808-70, имеющие резьбу с параметрами:Ф = 24 мм; И1 = 20,752 мм; Ф2 =22,051мм; Р= 3 мм(табл. 1). Момент на ключе по формуле (9) 38 Здесь допускаемые напряжения среза (стр. 21) Ц =0,25 о'т = 0,25 240=бО МПа д~Р У (где о'Т = 240 МПа - предел текучести для стали 20 по таблице 7 ) Принимаем ~ = 2 „тогда срезающая сила от внешнего момента при кольцевом стыке по формуле (47) 2000 Т 2000 9170 ~ Эб 2440 Необходимая толщина диска ступицы по смятию при Ер = Ру, формула (51) Рр 20840 61 =, . —— — — 10,85 мм. Ы ~ст~ 24 80 Здесь расчет ведем по материалу диска, поскольку для чугуна СЧ 20 допускаемое напряжение смятия (стр. 21) Ц =04 (тц =04 209=80 МПа (где временное сопротивление для чугуна СЧ 20 021 = 200 МПа по таблице 8) меньше, чем для стали 20 ~о~ = 0,8 сгт = 0,8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
