Б. винт установлен в отверстие без зазора

А. винт установлен в отверстие с зазором

Соединение нагружено сдвигающими силами в плоскости стыка.

Расчет резьбовых соединений при нагружении силами в плоскости стыка

Допускаемые напряжения

1. Определение допускаемых напряжений по надежным экспериментальным данным можно найти по справочникам, но надо иметь в виду условия, при которых производились испытания при аналогичных условиях нагружения винта.

2. По коэффициенту запаса прочности;

- предел текучести, определяется по стандартам.

−коэффициент безопасности, выбирают в зависимости от условий работы соединений в реальной ситуации (в справочнике), К==1,1-3,0

Резьбовое соединение предполагает наличие соединения двух или более деталей, соединенных группой винтов.

Соединение имеет особенность: поверхность, по которой контактируют детали – стык.

F- сдвигающая нагрузка

В этом случае возможны два случая соединения:

Основная задача расчета соединения – предотвратить смещение деталей в стыке. Для обеспечения работоспособности этого соединения необходимо, чтобы сила трения в стыке должна быть больше чем сдвигающая сила, для предотвращения перемещения детали.

Условие нормальной работоспособности:

Осевое усилие может создать силу трения. Без затяжки болтов детали могут сдвигаться на значение зазора, что не допустимо. Необходимо винтом обеспечить такую осевую силу, которая бы создала силу трения больше, чем сдвигающая сила.

;

F- расчётно-сдвигающая сила

f- коэффициент трения в стыке деталей зависит от качества обработки поверхности. Для

обработанных поверхностей f=0,15…0,2. Для необработанных f=0,31.

z- количество винтов в стыке. Предполагается, что нагрузка равномерно распределена между винтами.

i- количество плоскостей среза

k- коэффициент безопасности к=1,3…1,6 при статической нагрузке. к=1,8…2 при переменной нагрузке.

Напряжение опасное будет в первом витке.

- проверочная зависимость;

Для проектной задачи:

- проектная зависимость,

1,3- коэффициент, учитывающий кручение в резьбе.

Внутренний диаметр резьбы по стандарту определяет номинальный диаметр резьбы.

Пример: М10.

Практикой установлено, что винты диаметром меньше М8 в качестве крепежных применять не рекомендуется.

Такие соединения выполняют чистым прецизиозным винтом, под развертку.

Такое соединение выполняют «чистым» прецизионным винтом, под развёртку. Отверстия деталей и стержень винта изготавливают по посадке. Требуется качественная обработка отверстий. Шлифование стержня винта. Детали предварительно соединяют, затем в сборе детали обрабатывают отверстие, калибруют.

Номинальный диаметр резьбы должен быть меньше диаметра стержня.

Так как нет зазора, нет необходимости стягивать данные соединения.

1.Происходит срез в плоскости стыка.
- проверочная зависимость.

z- число винтов в стыке

i-число поверхностей стыка

Это проверочная зависимость.

− определение диаметра стержня из проверочной зависимости.

Возможно смятие.

2.Возможно смятие для данного случая соединения.

Напряжения смятия распределяются по сложной эмпирической эпюре.

Эпюра - распределения действительных напряжений смятия. Это доказано Герцем.

Действительную эпюру напряжения смятие проектируют на диаметральную поверхность и заменяют равномерно распределенной для упрощения расчетов. Берется меньшая высота поверхности контакта.

При таком условии:

h – высота поверхности контакта.

Для чистых винтов <

Напряжение смятия надо проверять для материала, имеющего наименьшее. Если винтов несколько, то во всех случаях надо учитывать количество болтов. Данное соединение намного дороже и сложнее. Используется, если диаметр болтов очень большой (30, 40…)

Окончательно рассчитываем для той детали, у которой меньшее допускаемое напряжение на смятие.

Элементы резьбы, если соединение без зазора, работать на смятие не будут.

Если винтов несколько, то во всех случаях надо учитывать количество болтов.

Данное соединение намного дороже и сложнее, но по прочности предпочтительнее. Диаметр винта получается меньше, чем в первом соединении почти в 3 раза.

Дата добавления: 2014-01-20