КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Резьбовые соединения
Резьбовые соединения - самый распространенный вид разъемных соединений. Они осуществляются болтами, винтами, шпильками, гайками и другими деталями, снабженными резьбой (рис.3.3).
Рис.3.3.Виды крепежных резьбовых соединений а - болтовое; б - винтовое; в - шпилечное.
Резьба имеет вид выступов на основной (цилиндрической или конической) поверхности винтов или гаек, которые расположены по винтовой линии. В многозаходной резьбе выступы расположены по нескольким винтовым линиям - заходам. Все крепежные резьбы однозаходные. По назначению различают резьбы крепежные и резьбы для винтовых механизмов (рис.3.4). Ниже речь идет только о крепежных резьбах. Рис.3.4. Основные типы резьб а - метрическая; б - дюймовая; в - трубная; г - трапецеидальная; д - упорная; е - круглая; ж - квадратная.
Метрическая резьба является самым распространенным видом крепежной резьбы. На рис.3.3,а показан профиль метрической резьбы. Профиль резьбы характеризуется углом, теоретической и рабочей высотой. Угол профиля при вершине для метрической резьбы a = 300. Наружный (номинальный) диаметр резьбы d – диаметр цилиндра, описанного вокруг ее вершин. Внутренний диаметр резьбы d - диаметр цилиндра, описанного вокруг ее впадин. Средний диаметр резьбы d. Важнейшим параметром резьбы является ее шаг р – расстояние между одноименными точками профиля соседних витков в осевом направлении. Развертка витка резьбы на плоскость по среднему диаметру представляет собой прямоугольный треугольник с катетами и р (рис. 3.5).
Рис.3.5. Развертка витка резьбы на плоскость по среднему диаметру
Угол j, показанный на рис.3.5, называют углом подъема резьбы, он равен
Момент завинчивания При сборке резьбовых соединений необходимо преодолевать два момента трения: , связанный с сопротивлением непосредственно в резьбе, и , вызванный сопротивлением на торце гайки (головки винта). Суммарный момент завинчивания, таким образом, равен: (3.12) Чтобы определить момент трения в резьбе , рассмотрим силовые факторы, действующие на нее в результате затяжки соединения (рис. 3.6). Прикладываемое усилие затяжки приводит к появлению в стержне болта (винта) реактивной растягивающей силы N = Q. Кроме того, поскольку болт не прокручивается, вследствие трения в резьбе на стержень воздействует крутящий момент . Момент трения в резьбе, скручивающий стержень болта. составляет , (3.13) где - приведенный угол трения в резьбе. Для крепежных резьб угол подъема , а приведенный угол трения , вследствие чего эти резьбы являются самотормозящими и для их отвинчивания необходимо приложить соответствующий момент. Для крепежных резьб, с учетом усредненных геометрических параметров и коэффициентов трения момент завинчивания принимают усреднено Тзав» 0,2 Qd (3.14)
Типовые схемы расчета болтов Практика эксплуатации резьбовых крепежных соединений показала, что происходит поломка стержней болтов и шпилек в резьбовой части, по внутреннему диаметру резьбы d 1. Рассмотрим наиболее распространенные варианты нагружения таких соединений и методы их расчета. 1. Стержень болта нагружен только внешней растягивающей силой F.
При действии продольной силы F условие прочности на растяжение стержня в сечениях, ослабленных нарезкой, имеет вид , (3.15) где А - площадь опасного стержня болта; d - внутренний диаметр резьбы; - допускаемое напряжение для материла болта. Отсюда находим расчетный диаметр d 1 (3.16) В соответствии со значением d 1 по стандарту определяется номинальный диаметр резьбы. 2. Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует Этот вариант нагружения характерен для крепления крышек корпусов (рис.3.8). Болт затягивается осевой силой F зат и закручивается моментом сил трения Т р в резьбе. В стержне болта возникают нормальные напряжения растяжения sр и касательные напряжения кручения tкр.
В этом случае условие прочности по эквивалентному напряжению в соответствии по теории энергии формообразования равно . Для болтов с метрической резьбой эквивалентное напряжение найдено sэкв» sр (3.17) В этом случае расчет болта выполняется на растяжение (с учетом кручения) по расчетной нагрузке F расч = 1.3 F зат , (3.18) Сила затяжки назначается из условия герметизации стыка по требуемой нагрузке в стыке F = Аsсм, где А - площадь поверхности стыка на один болт, sсм, - напряжение смятия в стыке, принятое по условиям герметичности F зат = К зат F, (3.19) где К зат > 1,25 - коэффициент затяжки по справочникам в зависимости от конструкции стыка. 3. Болтовое соединение, нагруженное поперечной силой F При установке «чистых» болтов, имеющих стержни, выполненные с высокой точностью, практически отсутствуют зазоры между стержнями элементов крепежа и соединяемыми деталями (рис. 3.9, а).
сдвиг соединяемых конструктивных элементов под действием силы F. Это возможно при разрушении болта по поперечному сечению, показанному на рисунке. В опасном сечении в результате приложения силы F возникают напряжения среза.
Условие прочности на срез в общем случае имеет вид , (3.20) где i - число поверхностей среза; z - число болтов; [t]ср - допускаемое напряжение среза для болта принимается как часть от предела текучести материала болта Формула проектного расчета в данном случае имеет вид: (3.21) Номинальный диаметр d резьбы округляется до ближайшего стандартного. При установке «черных» болтов между стержнями крепежных элементов и соединяемыми деталями остается зазор (рис. 3.9,б). В этом случае, чтобы предотвратить взаимное смещение деталей, необходимо приложить такое усиление предварительной затяжки, при котором в зоне их контакта возникнут эквивалентные внешней нагрузке F силы трения. F тр. Расчет болта ведут по силе затяжки , где К = 1,4- 2,0 - коэффициент запаса по сдвигу деталей; i - число стыков; z - число болтов; f = 0,15-0,2 - коэффициент трения для стальных и чугунных поверхностей. Расчетный внутренний диаметр резьбы с учетом скручивания стержня болта при затяжке соединения найдется в соответствии с формулой (3.18) . (3.22) В соответствии со значением d 1 по стандарту определяется номинальный диаметр резьбы.
Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 1190; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |