Расчет коэффициента внешней нагрузки.

D

₁

(₁+₂)/2

d

₂

d_отв

Деформации от гайки и болта распределяются вглубь деталей стыка, как показывают эксперименты, по конусам, с углом полураствора конуса .

Для простоты на практике коническую модель деформирования заменяют цилиндрической, т.е. считают, что деформация распределена внутри полого цилиндра с наружным диаметром , и внутренним диаметром.

- в случае, если детали выполнены из одного материала.

Если стык состоит из разнородных материалов, то податливость определяется по формуле:

, где

Е₁- модуль упругости стали,

Е₂- модуль упругости чугуна.

- площадь болта.

Точный расчет податливости детали стыка проводят лишь в некоторых специальных задачах (обычно когда затяжка неконтролируемая), в остальных случаях коэффициент  задается заранее.

Расчет резьбовых соединений под действием комбинированной нагрузки.

В этом случае необходимо определить наиболее нагруженный болт (если их несколько) и оценить его прочность.

R

M

R_y

R_x

A

a b/2

b

_зат

_Ry

_M

_

R-реакция (например, от цепной передачи);

_зат – напряжения в стыке от предварительной затяжки болтов;

После приложения внешней нагрузки, ее составляющая R_y дополнительно растягивает болты силой и уменьшает напряжения затяжки стыка на. Под действием опрокидывающего момента М напряжения в стыке.

_- суммарное напряжение в стыке после приложения внешней нагрузки

.

Для того, чтобы стык не раскрывался необходимо _min>0 или _зат>_Ry+_M(1)

Т.е. , где_зат см. по формуле (1).

Суммарная нагрузка на наиболее нагруженный болт равна , откудавыражаемd₁.

Проверим стык по условию отсутствия сдвига от внешней силы R_x.

Момент не учитывается, т.к. не изменяет суммарного значения силы трения

( с одной стороны прижимает, а с другой ослабляет).

Материалы и допускаемые напряжения при расчете резьбовых соединений.

При выборе допускаемых напряжений необходимо учитывать:

1. напряженность соединения;

2. вид затяжки: контролируемая, неконтролируемая;

3. вид нагрузки: статическая, переменная.

Допускаемые напряжения :

при растяжении

срез болта

- если болт поставлен без зазора и сдвигается.

напряжения смятия в резьбе

- сталь.

Болты изготавливают из сталей обыкновенного качества (Ст3…Ст7), качественных сталей (10…45), легированных (40Х).

Болты, изготовленные по ГОСТу, имеют 12 классов точности. Класс точности обозначается двумя цифрами (например: 3.6, 4.6 и т.д.).

По первой цифре находят предел выносливости: .

По второй – предел текучести: .

Пример условного обозначения болта с наружным диаметром d=12мм, длиной – l=60мм, с классом прочности –5.6.

Болт М1260.5.6 ГОСТ 7808-70

Неразъемные соединения. Сварные соединения.

1. Общие сведения. Виды сварки и типы сварочных работ.

Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на использовании молекулярного сцепления.

Соединения различают:

1. с местным нагревом деталей до жидкого состояния, т.н. термический класс сварки.

2. с совместным действием нагрева и пластического деформирования, т.н. термомеханический класс сварки.

3. с пластическим деформированием деталей, т.н. механический класс сварки.

На практике известно свыше 60 видов сварки.

Достоинства:

1. Наибольшая прочность среди неразъемных соединений (в стыковых сварочных соединениях прочность приближена к прочности основного материала).

2. Существенная экономия материала засчет более полного его использования (отсутствие вспомогательных деталей, меньших припусков на обработку).

3. Легкость конструкции.

4. Высокие экономические показатели: малая трудоемкость процесса, низкая стоимость оборудования, возможность автоматизации.

Недостатки:

1. Нестабильность качества шва (как правило при ручной сварке).

2. Трудность контроля качества соединения, операция контроля качества является обязательной операцией (ультразвуковой метод, рентгеноскопия).

3. Изменение структуры металла шва и около шовной зоны.

4. Возможность коробления деталей.

По источникам нагрева различают сварку:

• Трением

• Электрическую

• Газовую

• Ультразвуковую и т.д.

Электрическая сварка бывает:

• дуговая

• контактная

• электрошлаковая

Дуговая сварка может производиться плавящимся или неплавящимся (вольфрамовым) электродом.

Газовая сварка происходит, при оплавлении материала деталей и присадочного металлического прутка газовым пламенем.

2. Типы сварных соединений. Типы сварных швов.

1. Стыковые соединения.

а) без обработки кромок

S

S<6 мм

б) с обработкой кромок

S

S<15 мм

в) с обработкой кромок

S

S<40 мм

Схематично на чертежах стыковой шов обозначается следующим образом: С ()

Этот тип соединений обеспечивает наибольшую прочность.

2.Соединения в нахлест.

k S

S k

l

b

b l  4S – для обеспечения равномерного распределения напряжений в шве.

По технологическим соображениям S  3 мм, k  S (обычно равен), k_min = 3мм.

Схематично на чертежах нахлесточные сварные соединения обозначаются: Н ( )

Если приваривается несимметричная деталь, то

y₂



y₁

центр тяжести

- для обеспечения равнопрочности швов.

Нахлесточные швы, в зависимости от расположения шва относительно силы (внешней нагрузки), могут быть:

а) фланговые, параллельно действующей силе.

F

F

б) лобовой, перпендикулярно действующей силе.

F

F

в) косой

3.Тавровое соединение.

угловой сварной шов стыковой сварной шов

Схематично на чертежах тавровое соединение обозначают следующим образом:

Т

4.Угловое сварное соединение.

Угловое соединение в силовых конструкциях не применяют.

Типы сварных швов.

1. Стыковой сварной шов (детали полностью проплавляются).

Используется в стыковых и тавровых соединениях.

2. Угловой сварной шов (проплавляются только поверхности деталей). Представляет собой прямоугольный треугольник со сторонами, называемыми катетами. Используется в нахлесточных, угловых и тавровых соединениях.