Как обеспечить работоспособность резьбового соединения по условию несдвигаемости

Обновлено: 28.06.2024

9. Расчет резьбовых соединений, нагруженных сдвигающей силой при установке винтов с зазором и без зазора.

Болты поставлены с зазором.

Нагрузка с одной детали на другую в этом случае передается за счет силы трения на стыке деталей в результате затяжки болта. Критерий работоспособности соединения в этом случае — отсутствие взаимного смещения деталей

Введя коэффициент запаса сцепления по сдвигу k _сд и выразив F _тр через силу затяжки F _зат и коэффициент трения f получим

Отсюда необходимая сила затяжки

Расчетный диаметр болта определяют по формуле ; коэффициент запаса по сдвигу k _сд принимают равным 1,2. 2 (меньшие значения при статических, большие — при переменных нагрузках).

Болты поставлены без зазора.

В этом случае внешняя сила передается стержнем болта, работающим на срез по сечению 1—1, а также силами трения в стыке деталей от затяжки болта. Влиянием силы трения в стыке деталей пренебрегают, существенно упрощая этим расчет. Допускаемая при этом малая погрешность идет в запас прочности. Касательные напряжения среза в опасном сечении стержня болта

где [ τ ] = (0,2. 0,3) σ_т — допускаемое напряжение среза; σ_т — предел текучести материала винта.

Отсюда диаметр стержня болта

При малых толщинах соединяемых деталей необходимо выполнить приближенный проверочный расчет на смятие

При малых толщинах соединяемых деталей необходимо выполнить приближенный проверочный расчет на смятие где [ σ ] _см = (0,35. 0,45) • σ_т — допускаемое напряжение смятия менее прочной из контактирующих деталей; d_c δ₁ и d _с (δ₂ -с) — условные площади смятия (боковая поверхность цилиндра заменена площадью диаметрального сечения винта (болта)); σ_т — предел текучести материала рассчитываемой детали.

10. Расчет резьбовых соединений, нагруженных моментом сил в плоскости стыка при установке винтов с зазором и без него.

Допущения: 1) все винты затянуты одинаково 2) внешняя нагрузка передается через зоны вокруг винтов 3) соединенные детали считаются абсолютно жесткими => поворот кронштейна совершается вокруг точки O, является центром масс фигуры ,о бразованной сечением винтов => силы возникающие от момента на винтах пропорциональна расстоянию от центра масс до оси винта.

Условие равновесия для сил, возникающих от момента:

z_i – количество винтов, расположенных на одинаковом расстоянии r_i .

Далее проводят геометрическое суммирование

Находят наиболее нагруженный болт и начинают рассчитывать тот самый болт, принимая во внимание, с зазором или без он установлен. Если болт установлен с зазором, то его рассчитывают на условие несдвигаемости, а если без зазора, то считают на срез и на смятие.

Документ из архива "С23-99", который расположен в категории "домашнее задание №1". Всё это находится в предмете "детали машин" из пятого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "детали машин" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "2_Vint_nagruzhenny_v_perpend_ploskosti_m omento"

Текст из документа "2_Vint_nagruzhenny_v_perpend_ploskosti_m omento"

Исходные данные:

тип установки болтов – с зазором

класс прочности болтов 8 – 3.6

Диаметр болтов 8

Рис. 1 Расчетная схема

Переносим сдвигающую силу F в центр тяжести сечения С (см. рис. 1), при этом возникает опрокидывающий момент М, равный по величине:

– опрокидывающий момент, создаваемой сдвигающей силой F (F_Q – см. рис. 2)

– опрокидывающий момент, создаваемой нормальной силой F (F_N – см. рис. 2)

– результирующее значений опрокидывающего момента, совпадающее по направлению с

Вид соединения – групповое резьбовое соединение, нагруженное в плоскости, перпендикулярной стыку. Расчетная схема приведена на рисунке 1. С – центр масс сечений болтов.

При расчете полагают, что момент нагружает болты пропорционально их расстояниям до нейтральной оси. Наиболее нагруженным будет один или несколько наиболее удаленных болтов с раскрываемой стороны стыка. В общем случае нужно обеспечить:

Прочность основания (для неметаллического основания; в нашем случае соединяются металлические детали)

Условие отсутствия сдвига (несдвигаемости) имеет вид:

– сила трения, созданная при затяжке одного болта

– коэффициент запаса сцепления (запаса по несдвигаемости)

– сила затяжки одного болта

– коэффициент трения в резьбе крепежных болтов (см. табл. 3.3 [Варламова,стр.26])

– число рабочих стыков

– суммарная сила трения на стыке деталей

где – число болтов

В общей форме условие нераскрытия стыка может быть записано так:

где – минимальное напряжение сжатия в стыке после приложения внешней нагрузки

для обеспечения выполнения условия нераскрытия стыка вводят коэффициент запаса по нераскрытию стыка К. Принимают

Из условия нераскрытия стыка определяют необходимую для предотвращения раскрытия стыка силу каждого болта. Внешние нагрузки (М) распределяются между резьбовыми деталями и стыком. На резьбовые детали действует часть нагрузки, обозначаемая и называемая коэффициентом основной нагрузки.

– для металлических стыков (если от расчета не требуется повышенная точность)

Условие нераскрытия стыка, выраженное через напряжения на стыке, принимает вид:

Эпюры нормальных напряжений на стыке представлены на рисунке 2.

Рис. 2 Эпюры нормальных напряжений на стыке

Напряжение сжатия на стыке от затяжки болтов:

где z – число болтов на стыке

– номинальная площадь стыка (без учета наличия отверстий под болты)

Максимальное напряжение на стыке от опрокидывающего момента:

где – момент сопротивления стыка относительно нейтральной оси

Момент сопротивления для прямоугольного сечения:

Максимальное напряжение на стыке от действия внешней, нормальной к стыку силы:

После введения коэффициента запаса по нераскрытию стыка и преобразований, условие нераскрытия стыка принимает вид:

Расчет болта производим по наибольшей силе затяжки, то есть из условия несдвигаемости стыка.

Условие прочности болта:

где коэффициент 1,3 учитывает скручивание болта при его затяжке

– суммарная внешняя растягивающая нагрузка, приходящаяся на наиболее нагруженный болт

– площадь болта по диаметру

– допускаемое напряжение растяжения для болта

где – предел текучести материала болта (см. табл. 3.2 [1], класс прочности болта 3.6)

– коэффициент запаса прочности

Для ответственных резьбовых соединений силу затяжки контролируют. В этом случае .

где – момент сопротивления всех болтов относительно нейтральной оси х

Пренебрегая моментом сопротивления болта относительно собственной центральной оси, можно записать:

Читайте также: