124952 (593046), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

(6.5).

Сила, действующая на стягиваемую деталь (плита) уменьшится на величину:

(6.6);

где – коэффициенты податливости болта и стягиваемой детали (индексы 0 – для болта, а 1 – для детали).

Согласно [3, стр. 28]:

(6.7).

– расстояние от торца гайки (посадочной поверхности под КБР) до торца головки болта.

- модуль упругости и площадь поперечного сечения болта,

Н/мм²; мм².

мм/Н = 1,2∙10^-9 м/Н.

Согласно [3, стр. 31] ,

а = 14 – наружный диаметр кольцевой опорной поверхности;

d = 8 мм – диаметр стержня болта;

= 69651 Н/мм² – модуль упругости материала стягиваемой детали;

l₁ = 12 мм – толщина стягиваемой детали;

мм/Н.

λ₁ = 1,05∙10^-9 м/Н.

Так как

(6.8);

(6.9);

то:

(6.10).

где – коэффициент основной нагрузки:

Полное усилие на болт вычисляется по формуле (6.11):

(6.11);

Н.

Равенство (6.11) справедливо до начала раскрытия стыка. Необходимо проверить нераскрытие стыка из условия (6.12):

(6.12);

Н;

.

Значит раскрытие стыка при данных значениях усилия статической нагрузки и осевого усилия затяжки не произойдет.

Расчет влияния температуры на величину напряжения разрыва.

Температурный диапазон работы изделия от -40⁰С до +50⁰С. Подобные условия работы могут привести к температурной деформации деталей КБР при его эксплуатации. Следовательно, нужно проверить влияние температуры на полное усилие в болте. Согласно ОСТ В95 2606-90 температура при нормальных климатических условиях должна соответствовать значению в пределах от 15⁰С до 25⁰С. В данном расчете примем это значение равным 20⁰С.

Величина температурной деформации Δ_t вычисляется по формуле (6.13):

(6.14)

где – коэффициент линейного расширения болта, согласно [6, стр. 373] для Сталь 20ХН3А ;

l₀ – длина болта, равна толщине стягиваемой детали;

- соответствующие величины для промежуточной детали (крепежная лапка корпуса);

Согласно [4, стр. 706] для АМг6 .

– изменение температуры;

По формуле (6.15) определяем температурное усилие Q_t:

(6.15).

Полное усилие на болт Q_п в этом случае определяется по формуле (6.16):

(6.16).

Так как, коэффициент линейного расширения для материала болта меньше чем для материала гайки, то при температуре ниже 20⁰С болт будет разгружаться, а при температуре выше 20⁰С – догружаться, то есть худший случай будет реализован при температуре 50⁰С. Поэтому определяем значение температурного усилия Q_п50 (при 50⁰С), и уже для него считаем возникающее в болте напряжение и сравниваем его с пределом текучести для материала болта, и делаем вывод о правильности его выбора.

При температуре +50⁰С:

мм;

Н.

Определяем напряжение, создаваемое в болте по формуле (6.17) и сравниваем его с пределом текучести для сталь 20ХН3А.

(6.17);

где – напряжение, создаваемое в болте при действии полной осевой нагрузки;

– предел текучести, для сталь 20ХН3А МПа;

d₂ – средний диаметр резьбы болта.

МПа.

72 < 736, значит, при действии полной статической нагрузки разрыва болта не произойдет.

5.2 Расчет прочности болта при действии ударной нагрузки

Проводим расчет на разрыв болта под действием ударной нагрузки 700 ед. длительностью 0,6 мс, действующей в осевом направлении. После удара нагрузка представляет из себя затухающие синусоидальные колебания с периодом 1,2 мс и амплитудой 700 ед. в первом полупериоде, в котором нагрузка является максимальной, и поэтому именно для этого случая будем проводить расчет. Схема нагружения болта представлена на рисунке 6.2:

Рисунок 6.2.

кН.

Н.

На один болт будет приходиться Н.

Н.

МПа.

Так как нагрузка ударная, то необходимо ввести ударный коэффициент равный 1,75. Тогда:

МПа

189 < 736, значит, при действии ударной нагрузки разрыва болта не произойдет.

3. Расчет на срез резьбы.

Для реализации расчета сначала необходимо рассчитать напряжение в витках резьбы болта и гайки, а затем сравнить их с пределом текучести. Для болта напряжение в витках резьбы рассчитывается по формуле (6.18), для гайки – (6.19):

(6.18)

(6.19)

где: – напряжение от внешней нагрузки на один болт;

d₁ – средний диаметр резьбы, d₁ = 7,19 мм;

k₀ = k₁ = 0,87 – коэффициент полноты резьбы;

l₂ – длина резьбовой части;

k_T – коэффициент, учитывающий характер изменения деформации витков по высоте гайки, выбираемый в зависимости от отношения по таблице 6.1 (где – предел прочности материала болта; – предел прочности материала гайки).

Таблица 6.1.

МПа;

,

следовательно, согласно таблице 6.1 k_T = 0,55.

Возникающие напряжения и будут одинаковыми, однако в связи с тем, что материалы болта и гайки (ответной детали) разные, расчет проведем для болта, т.к. .

МПа;

11,4 МПа < 736 МПа, следовательно, срыва резьбы не произойдет.

Таким образом, при действии полной статической нагрузки 175g, динамической нагрузки 700g, разрыва болта и среза его резьбы не произойдет, то есть выбранный болт удовлетворяет требованиям условий эксплуатации КБР по рабочей температуре и стойкости к воздействию линейного ускорения.

6. Размерный расчет

Задачей расчета является проверка собираемости корпуса с крышкой по размерам Х₁, Х₂ и Х₃ (рисунки 4, 6, 8).

Данные для расчета приведены в таблице 1. Размеры в мм.

Таблица 1. – Данные для расчета

Примечание:

Позиционный допуск осей отверстий с размером А₂ 0,3 мм (α₂) (допуск зависимый).

Номинальный размер замыкающего звена (Х) определяется по формуле

где - сумма размеров увеличивающих звеньев;

- сумма размеров уменьшающих звеньев;

i – порядковый номер звена;

m – число уменьшающих звеньев;

n – число увеличивающих звеньев.

Верхнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Вх) определяют по формуле

где – сумма верхних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

– сумма нижних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

Нижнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Нх) определяют по формуле

где – сумма нижних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

– сумма верхних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

1. Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х₁ является Х_1min ≥ 0 (рисунок 4, см. рисунок 5).

Рисунок 4. – Определение размера Х₁

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 5).

Рисунок 5. – Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(3)

Определяем Х_1min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 148 и 158⁺¹ для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величина симметрии будет влиять на значение Х_1min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2

Следовательно, Х_1min с учетом симметричности размеров 148 и 158⁺¹ будет равен:

Х_1min = 0,85 – а = 0,85 – 1,2 = – 0,35 < 0, что не удовлетворяет условию собираемости крышки и корпуса, поэтому зададим значение симметричности размеров 148 и 158⁺¹ равное 0,5. Тогда

Х_1min = 0,85 – 0,5 = 0,35 > 0.

Следовательно собираемость крышки и корпуса по размеру Х₁ обеспечена.

2) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х₂ является Х_2min ≥ 0 (рисунок 6, см. рисунок 7).

Рисунок 6. – Определение размера Х₂

Характеристики

Список файлов ВКР