dm_lektsii

18

18. Конструкторские и технологические способы повышения нагрузочной способности и долговечности сварных соединений.

Факторы:

1.Концентрация напряжений

2.Коэф. асимметрии R и частота нагружения

3.Наличие дефектов сварного шва

4.Вид шва

5.Наличие ТО

Рекомендации:

1. Концентрация напряжений: Kσ , Kτ .

19

19. Общая характеристика, классификация и область применения резьбовых соединений.

Достоинства:

1.Высокая нагрузочная способность

2.Резьба стандартизована

3.Высокая взаимозаменяемость

4.Удобство сборки и разборки с пом. стандартного инструмента.

5.Низкая стоимость в массовом производстве

6.Высокая технологичность

Недостатки:

1.Высокая концентрация напряжений

2.Затруднен контроль усилия затяжки

3.Необходимость стопорения гайки от отвинчивания Классификация: крепежные; ходовые; крепежно-уплотнительные,

специальные.

20

20. Основные типы и геометрические параметры резьбы.

Рn = nP , где n – число заходов резьбы. Развертка на плоскость первого витка.

ψ - угол подъема.

		nP	tgψ		Pn		nP
				= πd2		= πd2

d2

Классификация резьб:

1.Стандартная

2.По форме резьбового стержня: цилиндрическая, коническая

3.По количеству заходов резьбы: n =1; n ≥ 2

4.Левая и правая

5.По назначению: крепежная, ходовая, крепежно-уплотнительная

6.По форме профиля: треугольная, дюймовая, трапецеидальная,

упорная, прямоугольная, круглая.

21

21.Сравнительная характеристика болтовых, винтовых, шпилечных соединений.

Виды крепежных резьбовых соединений:

1.Болтовое.

А) Высокая нагрузочная способность Б) Самая низкая стоимость

В) Требуется место для головки болта и гайки

2.Винтовое.

А) Наиболее дорогое Б) Низкая нагрузочная способность

В) Не допускается частая разборка Г) Используется, когда нет места для гайки

3.Шпилечное.

А) Допускает частую разборку Б) Нижний фланец может быть выполнен из менее прочного материала.

22

22. Зависимость между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта.

F0 – сила затяжки. ТКЛ = ТР +ТОП ; ρ - текущий радиус:

ТОП -момент сил трения опорной пов-ти гайки; ТР-момент сопрот. в резьбе

d0 / 2 ≤ ρ ≤ D / 2

			F
R				N

FТР

F0

d2

D

 

 

S=D

V=const

p = F0

π / 4(D2

−d02 ); dFn

= 2 pπρdρ;

F

dFТР = dFn f ; dT = dFТРρ;

D / 2

D / 2

D / 2

t

nP

TОП =

∫dT

= ∫pπρfρdρ

= pπf ∫ρ

2

dρ =

d 0 / 2

d 0 / 2

d 0 / 2

= pπf ρ3 / 3

D / 2 =

d 0 / 2

= (2F

3π / 4(D2 −d 2 ))πf

(D3 −d 3 ) =

0

0

0

=1/ 3F f (D3 −d

3 D2 −d 2 ); d

m

= (D+ | d

0

)

2;

0

0

0

TОП F0 fdm / 2

Ft – движущая сила; Ft

= 2TP

d2 ; ϕ - угол трения.

d

0

tgϕ = FТР

Fn = f ϕ = acrtgf ;

Ft = F0tg(ψ +ϕ); TP = Ft d2 2 = F0 d2 2tg(ψ +ϕ)

23

23. Условие самоторможения и КПД винтовой пары.

R

F
N

FТР

Ft

F0

d2

		При отвинчивании гайки:
		Тр = F0 (d2 2)tg(ϕ −ψ). !ϕ >ψ -
nP
		условие самоторможения.

КПД:

Апол = FPn ; Азат. = Ftπd2 ; η = Апол Азат. = FPnFtπd2 = tgψ tg(ϕ′ +ϕ) <1;

Ft = Ftg(ϕ′ +ϕ)

R

F

d2

V

Ft

nP

1
0	/4	/2
'/2

24

24. Критерии работоспособности деталей резьбовых соединений. Классы прочности деталей резьбовых соед-й. Допускаемые напряжения.

Критерии:

1.Прочность

2.Износостойкость

3.Устойчивость

4.Герметичность

Классы прочности Д резьбовых соединений.

Для резьбовых стержней – 12 классов. Класс прочности обозначается 2 числами, м/у кот ставят точку. Наприм: 3.6; 5.8; 12.9. 1е число, умножен на 100, определ мин величину предела прочн-ти. Произвед-е этих 2х чисел, уножен на 10, определ-т мин величину предела текучести.

Для гаек с высотой ≥ 0,8d 7 классов прочн-ти.( 4; 8; 10). Число, указывающ класс проч-ти гаек, определ-т тот наибольш класс

проч-ти винтов или шпилек, с кот данная гайка моет быть использована в соедин. Для низких гаек с высот от0,5d до 0,8d2 класса прочности – 04 и 05. 0 означ, что гайка низкая.

Допускаемые напряжения

[σ] =		σпред	=		σ−1Д			или σm ≥ 0,5σТД => σ0 ≤ 0,8σТД
		[S]				[S]
σ		= σ					K dσ K v
	−1Д			−1
								K σ

	1.Расчёт на прочность	2. При действии макс 3. Расчёт
	резьбового стержня на	вынослив-
	ть при затяжке

25

σ

≥[S]

σэкв1

σпред = σТД

σэкв1 = σ12 + 3τ12S = пред

S =

σпред

=

σпред

≥[S]

Sa =

σпред

=

σ−1д

σa1

σa1

σэкв1

σmax 1

4Fa

σ

=

4F

σa1 =

max

max 1

πd12

πd12

F

26

25. Расчет на прочность резьбовых соединений, нагруж. силами, действ. в плоскости стыка.

1.Без зазора. такая установка болта в отверстие соединяем. дет обеспечив. восприятие внешн. нагрузки стержнем болта. Не

учитывают силу трения в стыке.

Дано: F, размеры, материалы. Проверить соединение на прочность.

	F	τСР = F AC = F πdC2 / 4 ≤ [τ]; [τ]= (0,2...0,3)σT .Допущения: σCM по всей
d		длине стержня распред. равномерно.									π 2
C	1										F = 2 ∫dF cosα .
		dF =σ	CM	δd	C	/ 2dα;					dA
	2
						π 2
		F = 2σCM δdC / 2dα ∫cosαdα =σCM δdC
d						0
		σCM = F δdC ≤ [σCM ]; δ = min(δ1 ,δ2 ) ≤ dC							dA
							dF
									d		d
											C

2. С зазором. В этом соедин внешн нагрузка не передаётся на болт.

F	F < FTP
0
F/2	F
	F
F/2	F
	ТР
	F
F
0

KСЦ = FTP F ≥ [KСЦ ]; [KСЦ ]=1,3...2

KСЦ = F0 fiF ≥ [KСЦ ]; F0 = F[KСЦ ] fi

σP = FРАСЧ A1 =1,3F0 πd12 / 4 ≤ [σP ]

FРАСЧ 1,3F0

где i – число стыков.

27

26. Расчет на прочность резьбового стержня, нагруженного осевой силой и крутящим моментом при затяжке.

F	T	F

				=σ
Т = 2Тр ; σ р = F πd12 / 4; τкр = Тр πd13 /16; σэкв =			σ 2 +3τкр2		1+3(τкр σ)2
Для стандартных резьб β =σ
	1+3(τкр σ)2	-
величина постоянная и β ≈1,3 .

Fрасч = Fβ σэкв = Fрасч πd12 / 4 ≤ [σ]; d1 ≥ Fрасч π[σ].

Методика расчета рассчитана на статич. нагруженные Д. Классы прочности регламентируют статич. хар-ки.