Нагрузки соединения

Расчеты витков резьбы

Расчет витков резьбы на прочность Условие прочности витков резьбы по напряженим смятия , где А = - условная площадь смятия витков; H - рабочая высота витков; z – количество витков в гайке высотою h; - средний діаметр резьбы

Условие прочности витков по напряжениям среза:

для винта (1),

где - внутренний диаметр резьбы; F- осевая сила;

для гайки (2), где - внешний диаметр винта, который вкручивается в гайку.

Поскольку a = b ≈ 0,8P (для треугольной резьбы),

P·z = h, условия (1) и (2) запишем в таком виде:

для винта ;

для гайки .

Если материал винта и гайки одинаков, то по напряженим среза рассчитывают только витки винта, поскольку .

де -внешний диаметр винта.

Расчет на прочность стержня болта (винта) для разных случаев

Соединение незатянутым болтом, нагруженным внешней

осевой силой.

Особенностью этого соединения является то, что болт не имеет предварительной затяжки и между деталями соединения есть зазор.

Примером может быть крепление грузовой петли. При действии на петлю силы F, в стержне болта возникает деформация растяжения. Опасным сечением в стержне является сечение на участке резьбы, площадь которого

.

Условие прочности стержня болта на растяжение: Из условия определяем необходимый внутренний диаметр резьбы: Значения округляем до стандартного. Допускаемое напряжение , где коэффициент запаса прочности болта принимают s = 2…3.

Соединение затянутым болтом без внешнего нагружения

Примером может быть герметичное соединение, на которое не действуют внешние силы, но есть сила затяжки болта . Болт поставлен в отверстие с зазором. Стержень болта растягивается осевой силой и одновременно скручивается моментом сил трения в резьбе .

Опасным сечением для болта является сечение диаметром на участке резьбы, т.е. сечение с наименьшим диаметром. Напряжение растяжения от действия силы : . При кручении стержня болта моментом напряжение . Прочность болта оценивается по эквивалентным напряжениям:

Болтовое соединение деталей, которые нагружены силами сдвига

1. Болт установлен в отверстие детали с зазором.

Сила трения, возникающая на стыке деталей, должна обеспечить нормальную работу соединения без сдвига этих деталей.

, или , где

K = 1,2...1,5 – коэффициент запаса по сдвигу деталей.

При затяжке болт работает на растяжение и кручение. Учитывая кручение, принимаем коэффициент затяжки . Тогда , где f – коэффициент трения между поверхностями в стыках деталей. - минимальная площадь сечения болта. z- число болтов. Напряжения учитывает совместное действие нормальных напряжений от растяжения болта и касательных напряжений при кручении.

2. Болт установлен в отверстие деталей без зазора

Внешняя сила F непосредственно передается на болт, потому силы трения между деталями не учитываются, а затяжка болта необязательна.

Болт в этом соединении рассчитывают по условиям прочности на срез: , и на смятие: ,

где - площадь среза стержня болта в том месте, где он может быть срезан;

- номинальный диаметр резьбы;

- наименьшая толщина соединяемых деталей;

u – число площадей среза;

z – число болтов.

Шпоночные соединения

Шпонкой называют деталь, которую вставляют в пазы вала и ступицы (втулки) с целью образования соединения, способного передавать вращающий момент от вала к ступице или от ступицы к валу.

Ненапряженные шпоночные соединения осуществляют с помощью призматических и сегментних шпонок, а напряженные – с помощью клиновых. Ненапряженные шпоночные соединения проверяют на смятие рабочих поверхностей шпонки и соединяемых деталей

окружная сила, где M – передаваемый момент, d – диаметр вала.

- расчетная площадь смятия паза в ступице (h – высота сечения шпонки). - допускаемое напряжение смятия для чугунных ступиц = 60 ÷ 80 Н / мм ; для стальных – = 100 ÷ 150 Н / мм

Если соединение необходимо проверить на срез: , где площадь среза шпонки; b – ширина шпонки, = (60 ÷ 90) Н / мм . Длина шпонки должна быть на 3 ÷ 10мм меньше длины ступицы соединяемой детали

Дата добавления: 2015-01-03