Резьбовые соединения. Общие сведения. Расчёты на прочность

Ность.

Закрытые передачи (хорошая смазка, нет абразивных частиц):

1) выполняют проектный расчет передачи по контактным напряжениям

σ H ≤ [σ H ];

2) проверочный расчет – по напряжениям изгиба σF.

Открытые передачи или закрытые передачи, но недостаточно защищен-

ные от загрязнения абразивными частицами:

1) выполняют проектный расчет передачи по напряжениям изгиба

σF ≤ [σF];

2) проверочный расчет – по контактным напряжениям σН

24.Соединения деталей машин. Общие сведения.

Соединение деталей машин, неподвижная или подвижная связь деталей, обусловленная конструкцией машины или отдельных её частей. В машиностроении под Соединением деталей машин обычно понимают неподвижную связь (неподвижное соединение) деталей машин; подвижная связь (соединение) определяется исключительно кинематикой машин. Соединение деталей машин необходимы для расчленения машины на сборочные единицы и отдельные детали, упрощения технологических процессов изготовления и сборки машин, обеспечения ремонта, восстановления и замены деталей, для транспортировки машин и узлов, их монтажа, установки и т.п. В сложных машинах используется множество Соединений деталей машин, что связано главным образом с большим числом и номенклатурой деталей. Соединение деталей машин могут быть не только прочными, но и прочноплотными, когда требуется соединять трубы, сосуды, аппараты, содержащие жидкости или газы. Неподвижные Соединение деталей машин разделяются на разъёмные соединения, допускающие повторную сборку и разборку соединяемых деталей без их разрушения и повреждения, и неразъёмные соединения,предназначенные для постоянной связи деталей без возможности их разборки.

Способы соединения деталей при сборке машин, приборов и различных механизмов весьма разнообразны. Все соединения можно разделить на две основные группы:

- неразъемные;

- разъемные.

Неразъемные соединения не допускают разборки собранных деталей и применяются для упрощения технологии изготовления деталей или для сокращения расхода дефицитных материалов. В таких соединениях взаимное расположение деталей в сборочной единице остается неизменным.

К неразъемным относятся соединения:

- заклепками, - сваркой, - пайкой,

- склеиванием, - замазкой, - прессовые,

- развальцовкой, - гибкой, - заформовкой.

Разъемные соединения допускают разборку соединенных деталей без разрушения деталей и скрепляющих элементов. Эти соединения применяют по технологическим, конструктивным и эксплуатационным соображениям.

К разъемным соединениям относятся:

- резьбовые, - шпоночные, - шлицевые,

- штифтовые, - профильные, - штыковые.

К соединениям предъявляются следующие основные требования:

- статическая и усталостная прочность;

- равнопрочность самого соединения с материалом соединяемых деталей;

- жесткость;

- плотность;

-сохранение физических и химических свойств материала в местах соединения;

- универсальность способа, то есть применимость способа для соединения деталей различной формы и размеров, изготовленных из разнообразных материалов.

Разъемные соединения должны допускать многократные сборки и разборки без дополнительных технологических операций.

Основные детали резьбовых соединений-болты, винты, гайки и шайбы.

Болт-это стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом, на который навинчивается гайка. Болты применяют для соединения деталей относительно небольшой толщины, а так же в том случае, когда материал деталей не обеспечивает требуемой надёжности резьбы. При соединении болтами не требуется нарезать резьбу в соединяемых деталях.

Недостатки: в соединяемых деталях должно быть предусмотрено место для расположения головки болта и гайки. Поэтому масса болтового соединения несколько больше, чем соединения винтами.

Винт-это стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом, которым он ввинчивается в резьбовое отверстие в одной из соединяемых деталей. Соединение винтами применяют при отсутствии места под гайку и в том случае, если одна из деталей имеет относительно большую толщину.

Шпильки используют вместо винтов, когда материал соединяемой детали с резьбовым отверстием не обеспечивает требуемой прочности и надёжности резьбы при частых сборках и разборках.

Основным элементом резьбового соединения является резьба. Профиль резьбы определяется формой сечения витков в осевой плоскости.

Виды: 1.по назначению: а) крепёжные(предназначенные для соединения деталей): - метрическая

- трубная

- круглая

- трапецеидальная

- прямоугольная

б) резьбы для ходовых механизмов.

2. По направлению линии витков: а)правая

б)левая

3. По числу заходов: а) однозаходная

б)многозаходная

Расчёт на прочность:

Рассмотрим 3 наиболее распространённых случая нагружения болтовых соединений.

1.(рис. а) Болт поставлен в отверстие с зазором и нагружен осевой силой. Вся нагрузка воспринимается стержнем болта, работающим на растяжение:

Из условия прочности по допускаемым напряжениям ≤[σ] определяют внутренний диаметр резьбы болта:

Величина допускаемого напряжения для сталей принимается равной (0,2…0,4)σ_т при постоянной нагрузке и (0,8…0,12) σ_тпри работе по отнулевому циклу(меньшие значения выбирают для болтов диаметром d₁=6…16 мм, большие при d₁=16…30 мм). Найденое значение диаметра d₁ согласуют со стандартным.

2.(рис. б) Болт поставлен в отверстие без зазора(призонный болт) и соединение нагружено поперечной силой. Диаметр стержня болта находят из условия прочности на срез:

≤[τ_ср]

Откуда

d≥

здесь =(0,2…0,3) σ_т– допускаемое напряжение среза, Мпа; σ_т-предел текучести материала.

3. (рис. в) Болт установлен в отверстие с зазором и соединение нагружено поперечной силой. Основным условием нормальной работой соединения является неподвижность стыка F<F_тр, где F_тр-сила трения. Для создания силы трения резьбовое соединение должно быть затянуто. Сила предварительной затяжки определяется из условия F_тр= F_затf, где f=0,1…0,2-коэффициент трения. Затянутое болтовое соединение работает на растяжение и кручение. Расчёт ведётся по эквивалентным напряжениям:

Откуда внутренний диаметр резьбы болта

Диаметр болта с предварительной затяжкой в 2-3 раза больше, чем призонного болта, а масса такого соединения в 4-5 раз выше.

Дата добавления: 2015-06-04