Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на



РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на поверхности деталей канавок по винтовой линии.

Винтовую линию образует гипотенуза прямоугольного треугольника при навертывании на прямой круговой цилиндр.

 

Классификация резьбы

1. По назначению резьбы делятся:

крепежные;

крепежно-уплотняющие;

передающие движение;

2. В зависимости от формы поверхности, на которой образуется резьба, различают:

 

цилиндрические резьбы;

конические резьбы;

Наибольшее применение имеют цилиндрические резьбы.

Конические применяют для более плотных соединений труб, масленок, пробок.


3. В зависимости от формы профиля резьбы делятся на пять основных типов:

а) треугольный

б) трапецеидальный несимметричный

в) трапецеидальный симметричный;

 

г) прямоугольный

д) круглый;

4. В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают:

 

правые (если при вращении по часовой стрелке гайка будет навинчиваться);

левая, (если при вращении по часовой стрелке гайка будет свинчиваться), имеет ограниченное применение.

Рис. 1 Рис. 2

Рис.1 - Правая трехзаходная резьба;

Рис.2 - Левая однозаходная резьба.

 

5. В зависимости от числа заходов резьбы делятся на:

однозаходные;

многозаходные;

Заходность резьбы легко определить с торца винта по числу сбегающих витков.

 

6. По размеру шага:крупный и мелкий.

От размера шага зависит высота профиля резьбы.

Геометрические параметры резьбы

 

d – наружный (номинальный) диаметр резьбы;

d1 внутренний диаметр резьбы;

d2 средний диаметр резьбы – диаметр воображаемого цилиндра, на котором толщина витка равна ширине впадины;

Р – шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;

t – ход резьбы, для однозаходной резьбы ход равен шагу t = P;

для многозаходной - t = P× Z;

где Z – количество заходов;

α – угол профиля резьбы;

φ – угол подъема резьбы, т. е. угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной оси винта

 

tg φ = t / (π × d2)

Выбор профиля резьбы в зависимости от ее назначения определяется следующими факторами: прочностью, технологичностью изготовления и величиной трения в резьбе.



 

Крепежная резьба

Крепежные резьбы применяют в резьбовых соединениях; они имеют треугольный профиль, который характеризуется: большим трением, предохраняющий резьбу от самоотвинчивания, высокой прочностью и технологичностью.

К крепежной резьбе относится: метрическая резьба, дюймовая резьба и круглая резьба.

 

Метрическая резьба

Метрическая резьба является наиболее распространенной из крепежных резьб.

Имеет треугольный профиль в виде равностороннего треугольника,

угол α =600.

Радиальный зазор в резьбе делает ее негерметичной.

Метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом, шаг измеряется в мм.

 

В качестве основной крепежной применяют резьбу с крупным шагом.

Резьбы с мелким шагом меньше ослабляют деталь и характеризуются повышенным самоторможением, их применяют в резьбовых соединениях, подверженных переменным и знакопеременным нагрузкам, а также в тонкостенных деталях.

Резьба М20, шаг основной Р = 2.5; d = 20 мм, d1= 16.93 мм;

Резьба М20, шаг мелкий Р = 0.5; d = 20 мм, d1= 19.38 мм;

 

Резьба стандартизирована.

 

Обозначение резьбы:

М24 – 7h6h – резьба наружная с крупным шагом, наружным диаметром 20 мм, поле допуска среднего диаметра - 7h, поле допуска наружного диаметра - 6h;

М20×1,5 LH– 6H – резьба внутренняя наружным диаметром 20мм с мелким шагомР =1,5, поле допуска среднего диаметра – 6Н, левая;

Для наружной резьбы основные отклонения – h, g, e, d,

степень точности – 4, 6, 8.

Для внутренней резьбы основные отклонения – H, G,

степень точности – 5, 6, 7.


Дюймовая резьба

 

 

Имеет треугольный профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине α = 550.

Нарезается на цилиндрическую и коническую поверхность, измеряется в дюймах, относится к крепежным и применяется только при ремонте импортной техники.

Обозначение резьбы:

1˝ Кл.2 – дюймовая резьба, цилиндрическая, диаметром 1˝, 2 – ой класс точности.

К ¾˝ Кл.2 – коническая дюймовая резьба, диаметром ¾˝, 2 – ой класс точности.

 

Круглая резьба

Профиль резьбы состоит из дуг, сопряженных короткими прямыми линиями.

 

Угол профиля α =30°.

Резьба характеризуется высокой динамической прочностью.

Применяется ограниченно при тяжелых условиях эксплуатации в загрязненной среде.

Технологична при изготовлении отливкой, накаткой и выдавливанием на тонкостенных изделиях.

Обозначение резьбы:

Rd 40 – 7e 6e – круглая резьба с наружным диаметром 40 мм, поле допуска среднего диаметра – 7е, поле допуска наружного диаметра – 6е;

Rd 36 LH – 7Н 6Н – круглая резьба с внутренним диаметром 36 мм, поле допуска среднего диаметра – , поле допуска наружного диаметра – , левая.


Крепежно-уплотняющая резьба

Трубная резьба

Трубная резьба нарезается на цилиндрическую и коническую поверхность, относится к крепежно - уплотняющим резьбам. Имеет треугольный профиль,

угол α = 550. Обозначается в дюймах, имеет мелкий шаг.

Трубная цилиндрическая является мелкой дюймовой резьбой, но с закругленными выступами и впадинами.

Отсутствие радиальных зазоров делает резьбовое соединение герметичным.

Применяется для соединения труб.

Высокую плотность соединения дает трубная коническая резьба.

 

Обозначение резьбы:

G 1½˝ А – трубная цилиндрическая резьба 1½˝*, А – класс точности среднего диаметра;

G 1¾˝ LH B – трубная цилиндрическая резьба 1¾˝, B – класс точности среднего диаметра, левая;

G 1¾˝ LH B 40 – длина свинчивания 40 мм.

* - Номинальный диаметр трубной резьбы характеризуется не ее наружным диаметром, а числовым значением в дюймах условного диаметра отверстия, на поверхности которого нарезана резьба.

Резьбы, передающие движение

Трапецеидальная резьба

Основная резьба в передаче винт-гайка.

Профиль резьбы – равнобочная трапеция с углом 300.

Характеризуется небольшими потерями на трение, технологична. Резьба имеет гарантированный зазор по сопрягаемым поверхностям, который служит для размещения смазки, уменьшения трения, компенсации тепловых расширений.

Стандартизирована. Для каждого диаметра предусмотрены три шага. Резьба воспринимает нагрузку в обоих направлениях (ходовые винты станков).

Обозначение резьбы:

Tr 20×4 – 7e - трапецеидальная резьба, наружный диаметр 20 мм,

шаг 4 мм, 7е – поле допуска винта;

Tr 40×4 (Р2)– 7Н - трапецеидальная резьба, наружный диаметр 40 мм, ход 4, шаг 2 мм, 7Н – поле допуска гайки, многозаходная;

 

·

Применение трапецеидальной резьбы

Трапецеидальная резьба винта – это ходовая резьба,обладающая относительно большой силой трения, она является самотормозящей. Преимущество для подъемных технологий - в положении покоя не требует дополнительного фиксирования.

Трапецеидальная резьба применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и используется, прежде всего, для прямолинейного движения. Также она находит свое применение в качестве ходового винта в токарных станках или в качестве приводной резьбы для винтового пресса столов или мостов транспортных средств. Примеры применения трапецеидальной резьбы шпинделя:

  • движение подачи на станках (например, регулировочные и ходовые винты)
  • регуляция движения на подъемных механизмах и вилочных автопогрузчиках
  • движение перемещения на сборочных контейнерах
  • вертикальное движение при работе с прессом

 


 

Упорная резьба

Применяется в передаче винт-гайка при больших односторонних осевых нагрузках (грузовые винты прессов, домкратов).

Профиль резьбы – неравнобочная трапеция с рабочим углом 30.

К.П.Д. выше, чем у трапецеидальной.

Резьба имеет низкие потери на трение, гарантированный зазор.

Стандартизирована.

Обозначение резьбы:

S90×4 – 7h - упорная резьба, наружный диаметр 90 мм, шаг 4 мм,

7h – поле допуска диаметра винта;

S48×8 (Р4) – Az - упорная резьба, наружный диаметр 48 мм, ход 8, шаг 4 мм, Az – поле допуска гайки, многозаходная;

 

По причине асимметричного профиля, упорная резьба подходит для высокой односторонне действующей осевой нагрузки.

Упорная резьба являются ходовой и применя­ется в передачах винт/гайка. Так, например, трапецеидальная резьба применяется для ходовых винтов токарно-винторезных станков, где возникают реверсивные нагрузки; упорная резьба применяется при односторонних нагрузках, например для грузовых винтов домкратов и прессов, причем усилие воспринимается стороной, имеющей угол на­клона 3°

 

Способы изготовления резьб

Существует два основных способа изготовления резьб: нарезанием и накатыванием.

Нарезание резьб осуществляют резцами, гребенками, плашками, метчиками, резьбовыми головками, фрезами.

Накатывание резьб осуществляется гребенками или роликами на резьбонакатных автоматах путем пластической деформации заготовки. Этот способ высокопроизводителен, применяется в массовом производстве при изготовлении стандартных крепежных деталей.


 

Стандартные крепежные детали

Основными резьбовыми соединениями являются соединения болтами, винтами и шпильками.

Болтовые соединения наиболее простые и дешевые, так как не требуют нарезания резьбы в соединяемых деталях.

Применяют для скрепления деталей, материал которых не обеспечивает достаточной прочности.

Многочисленными стандартами предусмотрены различные геометрические формы и размеры болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб.

Болты и крепежные винты различают следующих основных типов.

В зависимости от формы головки болты и винты бывают с шестигранными, полукруглыми, цилиндрическими, потайными и другими головками.

Болты и винты с шестигранными головками применяют чаще других, так как они допускают большую силу затяжки и требуют небольшого поворота ключа до перехвата.

В зависимости от формы стержня болты и винты бывают: с нормальным стержнем, с подголовком, с утолщенным точно обработанным стержнем для постановки без зазора в отверстие из-под развертки, со стержнем уменьшенного диаметра ненарезанной части для повышения упругой податливости и выносливости при переменных нагрузках.

В зависимости от точности изготовления болты и винты бывают нормальной и повышенной точности.

В зависимости от назначения болты и винты бывают общего назначения, установочные и специальные.

Установочные винты применяют для фиксации положения деталей. К специальным болтам относятся фундаментные, болты конусные для отверстия из-под развертки, грузовые винты — рым-болты и многие другие.

Соединения шпильками применяют тогда, когда по условиям эксплуатации требуется частая разборка соединения деталей. Применение винтов в данном случае привело бы к преждевременному износу резьбы детали при многократном отвинчивании и завинчивании.

Шпильку ввинчивают в деталь с помощью гайки, навинченной поверх другой гайки, или с помощью шпильковерта.

Шпильки изготовляют без канавки и с канавкой.

В зависимости от материала детали глубина завинчивания шпилек в гнездо различная.

Гайки

Различают несколько основных типов.

В зависимости от формы гайки бывают шестигранные, круглые, гайки-барашки и др.

Наиболее распространенные шестигранные гайки.

Круглые гайки применяют для осевой фиксации деталей.

В зависимости от высоты шестигранные гайки бывают: нормальные (а), высокие (б), низкие (в).

Высокие гайки применяют при частых разборках и сборках для уменьшения износа резьбы и обмятия граней гайки ключом.

Прорезные и корончатые гайки (г) также выполняют высокими.

В зависимости от точности изготовления шестигранные гайки.

 

 

 

Круглая гайка

 

Гайка - барашек

 

 

 

Шайбы

Шайбы подкладывают под гайки; они служат для предохранения деталей от задиров и увеличения опорной поверхности. Шайбы бывают точеные и штампованные. Имеется большая группа стандартных стопорных шайб, которые применяют для предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания.

 

Способы стопорения крепежных деталей

Все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможения, так как их угол подъема резьбы у значительно меньше угла трения р. Однако практика эксплуатации машин показала, что при переменных нагрузках происходит самоотвинчивание гаек и винтов. Существуют многочисленные средства стопорения резьбовых соединений, которые основаны на следующих основных принципах:

Дополнительным трением в резьбе с помощью контргаек, пружинных шайб. При стопорении контргайкой дополнительное трение в резьбе возникает за счет упругих сил растянутого участка болта между гайками. В настоящее время контргайки применяют редко из-за двойного расхода гаек и недостаточной надежности стопорения.

Пружинные шайбы - представляют собой один виток цилиндрической винтовой пружины с квадратным сечением и заостренными краями. Вследствие большой упругости они поддерживают натяг в резьбе. Острые края, шайбы, врезаясь в торцы гайки и детали, препятствуют самоотвинчиванию гайки.

Фиксирующими д е т а л я м и, т. е. шплинтами, проволокой, различными стопорными шайбами слапками, которые отгибают после завинчивания гаек или винтов

Приваркой;

пластическим деформированием: расклепыванием, к е р н е н и е м.

Применяются, когда соединение не требует разборки.

С помощью паст, лаков и клеев.

Применяются, когда соединение не требует разборки.

 

Материалы винтовой пары

Стальные болты, винты и шпильки изготавливают 12 классов прочности, которые обозначаются двумя числами:

3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 и т. д.

Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение σв в МПа, а произведение чисел, умноженное на 100, определяет значение σт в МПа.

При выборе класса прочности учитывают значение и характер нагрузки, условие работы, способ изготовления.

Стандартные крепежные детали общего назначения изготавливают из низко и среднеуглеродистых сталей ВСт3сп4, Сталей 10, 20, 35, 35Х, 30ХГСА.


Крепежные резьбовые соединения и их детали

 

Основными резьбовыми соединениями являются соединения винтами с гайками (болтовые) и без гаек и соединения шпильками.

Болтовые соединения наиболее простые и дешевые, поскольку не требуют нарезания резьбы на соединяемых деталях, но требуют места для размещения гаек.

Винт ввинчивают в резьбовое отверстие детали.

Соединения шпилькой применяют там, где требуется частая разборка. Болты, винты, шайбы и гайки стандартизованы, конструкции их разнообразны.

В зависимости от характера нагружения и способа сборки деталей резьбовых соединений их делят на соединения без предварительной затяжки и с предварительной затяжкой.

Материалы

 

Стандартные крепежные детали общего назначения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей обыкновенного качества ВСтЗ, качественных сталей — сталь 10, 20, 35 и др.

Стальные винты, болты и шпильки изготовляют из материалов 12 классов прочности, которые обозначаются двумя числами (3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 и т. д.): первое число, умноженное на 100, равно пределу прочности материала; если первое число умножить на второе и на 10, получим предел текучести материала.

Например – 4.6: σв = 400 МПа, σт = 240 МПа.

Для ответственных деталей используют легированные стали 40Х, ЗОХГСА.

Для повышения коррозионной стойкости резьбовые детали оксидируют, омедняют, оцинковывают.

 

Причины выхода из строя и критерии работоспособности крепежных деталей

 

Выход из строя винтов, болтов и шпилек происходит вследствие:

• разрыва стержня по резьбе или переходному сечению под головкой болта;

• смятия, износа, среза резьбы;

• разрушения головки.

Прочность является основным критерием работоспособности крепежных деталей.

Стандартные крепежные детали рассчитывают по главному критерию работоспособности — прочности стержня на растяжение.

 

Шплинты применяют для предупреждения самоотвинчивания прорезных или корончатых гаек при вибрации изделия, а также для контровки в случаях, показанных на рисунке.

Изготавливают их по ГОСТ 397—79* (СТ СЭВ 220—75) с условным диаметром 0,6...20 мм и длиной 4...280 мм из низкоуглеродистой (в обозначение не входит) или коррозионностойкой стали - 12X18Н1ОТ (2), латуни марки Л63 (3), сплава АМЦ (4). Примеры обозначения:

Шплинт 5X 45.3.036 ГОСТ 397—79, где 5 — условный диаметр шплинта, т. е. диаметр отверстия в крепежной детали, в которое будет вставляться шплинт (действительный диаметр шплинта в данном примере равен 4,4...4,6 мм), 45— длина, 3 — условное обозначение материала (Л63), 036 — никелевое покрытие толщиной 6 мкм;

 


Допускаемые напряжения.

Обычно болты, винты и шпильки изготовляют из пластичных материалов, поэтому допускаемые напряжения при статической нагрузке определяют в зависимости от предела текучести материала, а именно:

· при расчете на растяжение

;

· при расчете на срез

[ τср ] = 0,4 σт;

· при расчете на смятие

[ σсм ] = 0,8 σт

 

Значения допускаемого коэффициента запаса прочности [s] зависят от характера нагрузки (статическая или динамическая), качества монтажа соединения (контролируемая или неконтролируемая затяжка), материала крепежных деталей (углеродистая или легированная сталь) и их номинальных диаметров.

Ориентировочно при статической нагрузке крепежных деталей из углеродистых сталей:

· для незатянутых соединений [s] = 1,5... 2 (в общем машиностроении);

· [s] = 3...4 (для грузоподъемного оборудования);

· для затянутых соединений [s] = 1,3... 2 (при контролируемой затяжке);

· [s] = 2,5... 3 (при неконтролируемой затяжке крепежных деталей диаметром более 16 мм).

Для крепежных деталей с номинальным диаметром менее 16 мм верхние пределы значений коэффициентов запаса прочности увеличивают в два и более раз ввиду возможности обрыва стержня из-за перетяжки.

 

Для крепежных деталей из легированных сталей (применяемых для более ответственных соединений) значения допускаемых коэффициентов запаса прочности берут примерно на 25 % больше, чем для углеродистых сталей.

 

При переменной нагрузке значения допускаемых коэффициентов запаса прочности рекомендуются в пределах [s] = 2,5... 4, причем за предельное напряжение принимают предел выносливости материала крепежной детали.

 

В расчетах на срез при переменной нагрузке значения допускаемых напряжений берут в пределах [ τср ] = (0,2... 0,3) σт (меньшие значения для легированных сталей).

 


Расчет одиночных болтов при постоянной нагрузке

 

Опасное сечение — сечение по резьбе; диаметр опасного сечения — внутренний диаметр резьбы (см. табл.2 Приложения).

 

1. Расчет незатянутого болта при действии осевой силы.

Стержень болта работает только на растяжение (рис. 2).

Проектировочный расчет болта выполняют по формуле:

 

где dр — минимальный расчетный диаметр болта;

F — внешняя осевая сила.

 

 

Рис.2

 

2. Расчет затянутого болта, без внешней осевой нагрузки.

Затянутый болт без внешней осевой нагрузки – это болты для крепления герметичных крышек, люков корпусов машин и др.

Стержень болта испытывает совместное действие растяжения и кручения, т.е. растягивается осевой силой F 0 от затяжки болта и скручивается моментом, равным моменту трения в резьбе М1.

Формула проверочного расчета для стандартных метрических резьб

 

где:

σр - рабочее напряжение;

F0 осевая сила;

dр внутренний диаметр резьбы;

[ σр ] – допускаемое напряжение.

 

Формула проэктного расчета для стандартных метрических резьб

 


3. Расчет затянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой.

Для обеспечения плотности стыка и жесткости соединения болты (винты, шпильки) затягивают. В затянутом резьбовом соединении полная нагрузка на болт составляет

Fδ = F0 + χ F

 

Рис.3

 

Где Fδ - полная нагрузка на болт;

F0 - сила предварительной затяжки;

χ - коэффициент внешней нагрузки; учитывающий, какая часть внешней нагрузки при совместной деформации болта и деталей стыка приходится на болт; χ = 0,2 - 0,3 при соединении деталей без прокладки, χ = 0,4 - 0,5 при соединении деталей с упругой прокладкой (резина, картон и др.).

Формула проверочного расчета для стандартных метрических резьб

 

Формула проэктного расчета для стандартных метрических резьб

 

  1. Расчет болтов для крепления крышек цилиндров, находящихся после затяжки под давлением (рис. 3).

Используя формулу для определения полной нагрузки на болт, можно записать окончательную расчетную формулу с учетом кручения:

Fp = 1.3 F0 + χ F

 

где F0 - сипа предварительной затяжки болта, рассчитывается из условия нераскрытия стыка;

F - часть внешней силы в расчете на один болт F = FΣ / z, где z – число болтов.

Расчетный диаметр болта определяют по формуле:

dp;


  1. Расчет болта под действием поперечной силы, болт установлен без зазора (рис. 4 а).

Болт установлен в отверстие из-под развертки, затяжка болта не требуется, работает на срез и смятие.

Рис. 4.

Схема к расчету затянутого болта под действием поперечной силы:

а — без зазора; 6 — с зазором

Условие прочности на срез (проверочный расчет):

где

Fr внешняя сила;

dc диаметр стержня болта, д.б. больше нарезаемой части на 1-1,5 мм, это предохраняет резьбу от смятия;

i – число плоскостей среза (на рис.4а – i=1);

z – число болтов;

Проектный расчет на срез

 

Проверочный расчет на смятие:

δ – наименьшая толщина соединяемых деталей.

 

6. Расчет болта под действием поперечной силы, болт установлен в отверстие с зазором (рис. 4 б).

Необходимая затяжка создает силу трения, препятствующую сдвигу деталей под действием внешней силы. Затянутый болт работает на растяжение и скручен за счет трения в резьбе.

Потребная затяжка

где i — число плоскостей трения; f – коэффициент трения в стыке;

К — коэффициент запаса сцепления, К= 1,2...1,5.

На рис. 4 б число плоскостей трения i = 2.

Влияние скручивания болта при затяжке учитывают, увеличивая расчетную нагрузку на 30 %:

Проверочный расчет

Расчетный диаметр болта

Примеры расчетов:

Пример1. Рассчитать номинальный диаметр метрической резьбы хвостовика крюка грузоподъемного крана (рис. 5), если нагрузка F = 40кН, а крюк изготовлен из стали СтЗ.

Решение. По таблицам справочника находим предел текучести для материала крюка σт =240 МПа. Принимая значение допускаемого коэффициента запаса прочности для незатянутого резьбового соединения [S] = 3, определяем допускаемое напряжение

[ σp ] = σт /[S] = 240/3 = 80 МПа.

Из расчета на прочность определим расчетный диаметр резьбы

dp = = 25.2 мм

Принимая для нарезанной части крюка метрическую резьбу с крупным шагом р = 3,5 мм, определяем номинальный диаметр резьбы

d = dр + 0,9р= 25,2 + 0,9 × 3,5 = 28,3 мм.

По таблицам стандарта принимаем для хвостовика крюка резьбу: МЗО, крупный шаг - р = 3,5 мм.

 

Рис.5

Пример 2. Проверить на прочность резьбовую часть грузовой скобы (рис.6), рассчитанной на подъем 450 кН груза, если резьба метрическая М48×5, расчетный диаметр резьбы

d1 = 42,58 мм; допускаемое напряжение [ σp ] = 85 МПа.

Решение. Из расчета на прочность определим рабочее напряжение в резьбе

σp = 17,78 МПа < [ σp ] = 85 МПа

Рис.6

Пример 3. Определить потребную затяжку болта, крепящего два листа, если сила, сдвигающая листы Fr = 5 кН, коэффициент трения в стыке f = 0.15; К — коэффициент запаса сцепления, К= 1,2;

Решение: В примере число плоскостей трения i = 1, потребная затяжка находится по формуле:

Fзат = = 40000 Н.

 

Пример 4. Из расчета на срез определить диаметр болта d, поставленного без зазора, если:

нагрузка F = 44 кН и допускаемое напряжение – 100 МПа.

Решение: Расчет ведется по касательным напряжениям, число плоскостей среза -2.

Определяем диаметр болта из условия прочности на срез:

dср = = 16,75 мм

По таблице 2 подбираем резьбу d1 =17,65 - М20×2,5

Пример 5. Из расчета на растяжение определить допускаемую осевую силу Fр незатянутого болтового соединения с резьбой М16 с крупным шагом. Допускаемое напряжение на растяжение - [ σp ] = 120 МПа.

Решение: По таблице 2 подбираем расчетный диаметр резьбы d1 =14,12 мм.

Из расчета на прочность определим допускаемую осевую силу:

d1 = , отсюда Fр = = = 18781 Н

Пример 6. Р ассчитать на прочность болт, установленный без зазора, если d0= 20 мм, F= 55 кН, [ τср ] = 95 МПа, δ = 18 мм,

[ σсм ] = 280 МПа.

Решение: т.к. болт повышенной точности установлен без зазора, проверку выполняем из расчета на срез и на смятие. При проверке на срез учитываем число плоскостей среза i= 2.

1. Из условия прочности на срез, определяем рабочее напряжение

τраб = = = 87,58МПа < [ τср ] = 95 МПа;

2. Из условия прочности на смятие, определяем рабочее напряжение

σсм = МПа < [ σсм ] = 280 МПа.

Вывод: болт d0= 20 мм нагрузку F= 55 кН выдержит.

 


Приложение I. К расчету резьбовых соединений:

Таблица 1. Условные обозначения резьб

Тип резьбы и номер стандарта (ГОСТ или СТ СЭВ)

 

Условное обозначение типа

 

Указываемые на чертеже размеры

 

Примеры обозначений резьбы

 

Метрическая с крупным

шагом ГОСТ 8724-81

 

 

М

 

Наружный диаметр, мм

 

 

М10; М36; М10LН

 

Метрическая с мелким шагом ГОСТ 8724-81

 

м

Наружный диаметр и шаг, мм

 

М64х2

Метрическая для диаметров менее 1 мм (часовая)

 

М

Наружный диаметр, мм

 

М0,6

Трапецеидальная однозаходная

ГОСТ 24738-81

 

 

Тr

 

Наружный диаметр и шаг, мм, ГОСТ

 

 

ТгЗб×б

ГОСТ 24738-81

 

Упорная

ГОСТ 10177-81

 

 

S

 

Наружный диаметр и шаг, мм

 

 

S80x16

 

Трубная цилиндрическая ГОСТ 6357-81

 

 

G

 

Условное обозначение, размеры резьбы в дюймах

 

 

G2 /2

 

Трубная коническая

ГОСТ 62 11 -69

 

 

R

 

Условное обозначение, размеры резьбы в дюймах, ГОСТ

R33/4 ГОСТ 6211 -81 (наружный) Rc3/4 (внутр.)

Коническая дюймовая с углом профиля 60° ГОСТ 6111 -52

 

К

Обозначение резьбы в дюймах, ГОСТ

 

К 3/4 ГОСТ 6111-52

Приложение II. Таблица 2. Резьба метрическая (выборка). Размеры, мм

Таблица 2.

 

Номинальный диаметр резьбы d

 

Резьба с крупным шагом

 

Резьба с мелким шагом

 

Шаг p

 

Средний диаметр d2

 

Расчетный диаметр d1

 

Шаг p

 

Средний диаметр d2

 

Расчетный диаметр d1

 

 

1,5

 

9,026

 

8,59

 

1,25

 

9,188

 

8,83

 

 

1,75

 

10,863

 

10,36

 

1,5

 

11,026

 

10,59

 

 

 

14,701

 

14,12

 

1,5

 

15,026

 

14,59

 

 

2,5

 

18,376

 

17,65

 

 

18,701

 

18,12

 

 

 

22,051

 

21,18

 

 

22,701

 

22,12

 

 

3,5

 

27,727

 

26,211

 

 

28,701

 

27,835

 

 

 

33,492

 

31,670

 

 

34,051

 

32,752

 

 

4,5

 

39,077

 

37,129

 

 

40,051

 

38,752

 

 

 

44,752

 

42,587

 

 

46,051

 

44,752

 

 

5,5

 

52,428

 

50,046

 

 

54,051

 

52,752

 

Приложение III.

Ориентировочные значения пределов прочности некоторых материалов

Таблица 3.

Материал

Пределы прочности

при растяжении

σв, МПа

Сталь:

углеродистая горячекатаная

углеродистая конструкционная

легированная конструкционная

в отливках

Чугун:

серый

ковкий

Латунь

Бронза:

оловянная

безоловянная

Алюминий

Дюралюминий

Титановый сплав ВТ4

 

310-600

330-750

430-780

420-600

 

150-440

300-630

320-600

 

300-900

400-1500

150-300

180-500

800-900

 

 

 

Ориентировочные значения основных допускаемых напряжений

Таблица 4.

 

Материал

Допускаемое

напряжение

при растяжении σв МПа

Сталь углеродистая горячекатаная Сталь углеродистая конструкционная Сталь легированная конструкционная Сталь в отливках

Чугун в отливках серый

Чугун в отливках ковкий

Медь

Латунь

Бронза

115-195

110-240

140-260

90-160

33-100

85-110

30-110

60-130

50-110

 


Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 50 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Контрольная работа по «Юридической психологии» | Шлицевые соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице детали или, наоборот, от ступицы к валу.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.198 сек.)