Биргер И А , Шорр Б Ф , Иосилевич Г Б - Расчет На Прочность Деталей Машин Справочник (1993.4 Изд)(Scan) (947315), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Распределение нагрузки по виткам резьбы оказывает влияние иа несу. щую способность резьбы при статических нагрузках и особенно сущест. венио влияет иа сопротивление усталости соединений. На основании анализа многочисленных экспериментальных исследований установлено, что снижение нагрузки на нижнем витке приводит к пропорциональному позы. шению предела выносливости соединений. Конструктивно улучшить рас- гт. Распределение иагрузек ме кду витками резва.
Мга (р диу «ру сии в ади р бы Л --. а,гоэ р! Нагрузки иа отдельные витки. та пт общаге усилии, полученные пределеине нагрузки между нитками можно путем увеличения податливо. сти витков у и уменьшения податливости тел болта и гайки соответственно при растяжении н сжатии 8. Последнее может быть достигнуто введением в соединение реэьбовай спиральной вставки (см. рис. 1, г), применением гаек растяжения (рис. 17) и другими методами (рис. 18) '. Влияние концентрации напряжений иа прочность учитывают теоретиче. ским коэффициентом концентрации на- пряжений где оы,„ — максимальное растягивающее напрнжение в зоне концентрации; онп„ вЂ” номинальное напряжение в сечении по внутреннему диаметру резьбы.
На рис. 19 приведены результаты численного расчета напряжений во впадинах соединения с резьбой М10 при высоте гайки (( = 0,8б и радиусе округления во впадинах резьбы )с = = 0,108Р. Наибольшие напряжения действуют во впадине под первым рабочим витком, а максимальные напряжения на контуре концентрируются не в центре впадины, а в точке, сме. щенной к рабочей грани. Последнее связано с тем, что во впадинах имеет место концентрация напряжений от общего потока растягнваюших усилий и от изгиба витка Напряжения во впадине под вторым рабочим витком почти в 3 раза ниже, чем под первым витком из-за разгрузки. Можно использовать следующую приближенную зависимость для вы.
численин теоретического коэффициента концентрации напряжений в резьбовом соединении типа болт †гай. Расчеты показывают, что концентрация напряжений в соединении мо. жет быть снижена на 209а простым увеличением радиуса округления от )!з,„ п = О,!08Р (по ГОСТ 9150 †!) дс Йтгп = О!14 Р Прн Ямал= 0 !8Р Подробнее е распределении нагрузки лп виткам резьбы см работу 1!1. Раепредедение нагрузки лп шзпгкаж резеды рпс. 1у. Способы уауашеннн распредсаеннп нагрузки между внткамн резьбы с помвщьм гаек растнженнн б) б) 7) Рнс.
1В. Конструккнн соеднненнй с уаучшенным распредеаеннем нагрузкн между анткамн резьбы: е — сжаго.растанутап гайка, Л7Е = 1; б — гайка с подпутрепнен, йгб = 0,41, в — гайка со скошекнымн виткзмн; с — балт со сношепнымп внтками Рнс. 19. Распредеаеппс некрашеный ео ападвиак Резьбы (пном г,ет йтиа1 а В. В) а Рлзвболые еоеднмепил б„Маа 1,0 0 0,0 хх га хР ь,мм а) Рис. ао. Рлспределеиие ялпримеиий под головкой болте е„Мгуи г,з аг г,5 0,6 0 0(5 1,0 1,5 Ь,мм бу о) Рис. ты Респределеиие ивпрямеиий под головков болта с двухрвдиусиой гллтелью.
о — иепряыепия в стерягие 6 — иляряыеиия ия опорком торпе, г — яедеформируемые стягивеемые детали, г — дейормируемые стягивеемые детели Распределение напряжений под го. ловкой болта с резьбой М!0 показано на рис 20, а; на рис 20, б приведено распределение контактных давленнк под головкой при опнранни на жесткие стягиваемые детали (кривая 1) н стягнваемые детали нз одинакового с болтом материала (кривая 2).
При увелк. ченнн радиуса округления под головкой болта концентрация напряжений снижается, однако при атом уменьшается опорная поверхность н возрастагот контактные давления Более зффектявной оказывается двухраднусяая галтель под головкой болта (рис 21). Причем больший радиус следует прн- Прбчпбслв лри постоянных нагрузках 63 пбз -~-< Р( —. отлнчвется от о, е а'=о. з е' и,' и, 15. Отнешеннн — н — аля сталей различная прачнастн и и Способ обработка пз.
Мпз и 1,15 — 1.0 0.9 — О.В 1,55-1сгз 1,05 — 0,9 геа- 1200 1З00-ЫО0 накатанная резьба беа песлехуаадей тер 700 в 1200 ( несбрабагкн 1З00-Ыоо 1ж — 1,05 1,05 -0,55 1ЫΠ— 1,2 1,2-0.95 менять на участке, прилежащем к цилиидричесхои части стержня, так как в этой зоне действуют наибольшие контурные напряжения (см. рис. 20).
Использование меньшего радиуса на второй части галтелн увеличивает опорную поверхность под головкой болта. Теоретический коэффициент концентрации напряжений под головкой болта можно вычислить по приближен- ной формуле ао = 1+ 0.55 $' — а (46) /' 11 )сб где ггб — радиус галтелн под головкой; 8 — диаметр стержня болта. ПРОЧНОСТЬ ПРН ПОСТОЯННЫХ НАГРУЗКАХ Разрушеняе резьбового соединения прн постоянных (статических) нагрузках происходит вследствие обрыва стержня болта (шпильки) нлн среза витков резьбы.
Нагрузка, разрушающая стержень болта в его резьбовой части, — (41) где о — предел прочности прн растяженин стержня с резьбой. Отношенке а, к пределу прочности материала он по экспериментальным данным приведено в табл. 13. Если разрушающую нагрузку отно.
сить к фактической площади попереч- Нарезанная нля накатанная резьба с после- ауаапаей тернаабрабсткай ного сечения резьбы Р, то величина о', уменьшится. Фактическая площадь поперечного сечения лежит в пределах Иногда в качестве расчетной нсполь. зуют площадь, отнесенную к условному среднему диаметру (между средним и внутренним диаметрами резьбы); Предел прочности резьбового стерисня в этом случае а, = †„, (48) е...„ и', Зяачення отношения — прнзеагз дены в табл.
13. Для болтов из рас. пространенных сталей (стали 45, 38ХА, ЗОХГСА и др.) при расчете по формуле (48) можно принимать Стали с пределом прочности оз ) ) 1600 МПа н с пониженной пластнч. постыл применять для силовых соединений, нагруженных растягивающнми нагрузками, не рекомендуеття. Ргзобсгые согдингния 14. Коеффнвнонг В Вля соелнненнй с болтами нз сталей н гнгзновых толевое овб ове 1цзг резьбы Св 1,5 КРгоиый н лервый неллой Второй н более мгл- ннй 0,7 — О. 75 0.55 — 0,7 0,55-0.5 мг,з Для всех шагов Необходимо иметь в виду, что при наличии после рез..бы проточки с диаметром г(л ( г)1 прочность стержня определяют в сечении по проточке или гладкой части стержня.
если г(с ( бг. Прн наличии проточки разрушаю. щая нагрузла 12 архар с = ггггв (40) 4 где х — коэффициент, учитывающий упрочияющий эффект от проточки. Для проточки в виде полукруглой канавки можно принять х = — — ; Ггв для проточкк, имеющей цнлнндриче- скиН учасгои, х = 1. Основными конструктивными параметргмн, определяющими прочность витков, являются диаметр г( и шаг резьбы Р. радиус закругления во впадинах резьбы Я, высота гайке Н (длина свинчивания 0, соотношение механических характерисгин материе. лов болта и гайки. Усилне.
вызывающее срез витков; резьбы болта Сгр б = пг(гйбНйттвб (50) резьбы гайки Яр. г = пг(гйгНйтчвг (51) В этих равенствах йб н йг — коэффициенты полноты резьбы болта и гайки; для метрической резьбы йб .= = йг = 0,87, для трапецендальиой Аб = йг = 0,85, Н вЂ” высота гайки; йт — коэффициент, учитываощнй неравномерность деформаций нитное по высоте гайки прн наличии в резьбе пластических деформаций и особен. ности разрушения резьбы; теоретически йт = 1 лишь для соединений с рав. номерным распределением нагрузки мегаду витками, разрушение которых происходит в реэульта;е чистого среза, на практике такой случай почти не реализуется, к всегда Дт " 1: твб и т„г — предо ты прочности материалов соответственно болтз н ганки на срез; можно принимать т = [0,6-:0,7) пе для сталей и титановых сплавов, т = (0,7 —:0,8)ов для алюминиевых н магниевых сплавов.
На основании экспериментальных данных можно рекомендовать для прок. тичесиих расчетов значения коэффициента йт из табл. 14. Прв расчете несущей способности резьбы соединений стельных шпилек с корпусами нз пластмасс, алюминиевых и магниевых сплавов можно принимать 7гт = 0,75ог0,85, а для соеди. некий со спиральными вставками Дгн нн 1. Для обеспечении равнопрочностн стержня болта и витков резьбы гайки должно быть — 0,47 — — 1х †, ) . (52) х овб / дзюбе йт пег х б ) Величину Нш определяемую из условия равиопрочносги стержня и внт. иов резьбы, называют необходимой гысогпой гайки, Фактическая высота гайки Н Н.
Для резьбовых соединений, воспринимающих значительные статнческне нагрузки, не следует применять резьбы с стношеиием диаметра резьбы к шагу г( †.м 15. Р При мелкой резьбе ( — ( !5 ) мо. г г1 (,Р жег наступать явление цепного среза, когда разрушение витков идет одно за другим. и равнопрочиости гайки и болта нельзя достичь даже при очень большой высоте гайнн. Для гвен нз пластмасс цепной срез возможен при — > 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
