- •Конспект лекций по курсу детали машин
- •Глава I сварные соединения
- •Применение различных: видов сварки
- •Типы сварных швов и их расчет
- •1. Стыковой шов
- •2. Швы внахлестку.
- •Расчет швов:
- •3. Угловые и тавровые швы
- •Расчет тавровых швов:
- •Выбор допускаемых напряжений
- •Глава II
- •Сравнение крепежных и силовых резьб
- •3. По числу заходов нарезки
- •4. Цилиндрические и конусные резьбы
- •5. Метрические и дюймовые резьбы
- •Элементы крепежных соединений
- •Силовые зависимости в резьбовом соединении
- •А) зависимость между осевой силой и крутящим моментом на оси винта иди гайки при завинчивании
- •Б) определение кпд резьбы
- •Расчет ненапряженных болтов (винтов)
- •2. Расчет напряженных болтов при нагрузке центральной осевой силой
- •3.Расчет болтов при нагрузке поперечной сдвигающей силой
- •Вариант б - призонные (плотные) болты или штифты, втулки, шпонки (б), (в)
- •4А. Расчет болтов крепления крышек резервуаров с внутренним давлением
- •5. Расчет болтов при внецентренно приложенной силе
- •Резьбовые соединения, работающие при циклических нагрузках
- •Допускаемые напряжения в болтах и винтах
- •Передача "винт-гайка"
- •Шпоночные соединения
- •Расчет ненапряженных шпоночных соединений
- •Шлицевые соединения
- •Расчет шлицевых соединений
- •2.4 Соединение посадкой на конус
- •2. 5.2. Расчет на прочность
- •Глава III
- •Классификация передач
- •Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в машиностроении благодаря следующим достоинствам:
- •Червячные передачи
- •Цепные передачи
- •Ременные передачи
- •Фрикционные передачи
- •Принцип действия и
- •4.7. Особенности расчета косозубых и шевронных цилиндрических передач
- •Глава V Червячные передачи
- •Глава VI валы и оси
- •Расчет валов на прочность
- •Предварительный расчет валов
- •Уточненный расчет валов
- •Определение допускаемых напряжений изгиба в валах
- •Расчет валов на жесткость
- •Глава VII подшипники
- •Основы гидродинамической теории смазки
- •Подшипники скольжения Расчет подшипников на основе гидродинамической теории трения
- •Смазочные материалы
- •Антифрикционные материалы
- •Конструктивные типы подшипников скольжения
- •Условный расчет подшипников скольжения
- •Подшипники качения
- •Обозначения
- •Глава VIII ременные передачи
- •Конструктивные типы ремней
- •Сравнение плоских и клиновых ремней по тяговой способности
- •Устройства для натяжения ремня
- •Расчетные геометрические зависимости в ременной передаче
- •Упругое скольжение ремня
- •Силы, действующие в ременной передаче
- •Коэффициент тяги и кривые скольжения ремня
- •Напряжения в ремне и их круговая эпюра
- •Расчет ременных передач до тяговой способности
- •Глава IX фрикционные передачи
- •Геометрическое скольжение
- •Вариаторы
- •Основания для расчета фрикционных передач и вариаторов
- •Глава X цепные передачи
- •Силы, действующие в цепной передаче
- •Расчет (подбор) цепи
- •Глава XI муфты приводов
- •Классификация и назначение муфт
- •4. Центробежные.
- •5. Обгонные (автологи).
- •Расчет дисковой фрикционной муфты
- •Расчет конусной фрикционной муфты
- •Глава xіі
Элементы крепежных соединений
Рис. 13
Болт (рис. 13 a) требует для размещения гайки много места что увеличивает габариты и вес конструкции. Зато, при обрыве он легко заменяется.
Винт (рис.13 6) может иметь головку разной формы, в частности и шестигранную. Винт ввертывается в корпус и поэтому требует мало места для размещения, что сокращает размеры и вес конструкции. Однако, при сборке, резьба в корпусе (в особенности чугунном или алюминиевом) может быть повреждена. При обрыве трудно извлечь оставшуюся в резьбе часть винта.
Шпилька также ввертывается в корпус, для чего имеет с этой стороны тугую нарезку. При разборке свинчивается только гайка и тугая резьба в корпусе не повреждается. Шпильки рекомендуется применять при чугунных или алюминиевых корпусах.
Силовые зависимости в резьбовом соединении
Рис. 14
А) зависимость между осевой силой и крутящим моментом на оси винта иди гайки при завинчивании
Dc - средний диаметр трения по торцу головки или гайки;
dc - средний диаметр резьбы;
Mk - крутящий момент на оси ;
P - осевое усилие;
Т - окружное усилие по среднему диаметру резьбы;
N - нормальное усилие взаимодействия между винтом и гайкой, вектор которого смещен на угол трения ;
f - коэффициент трения в торце;
f1 - коэффициент трения в резьбе.
tg = f1
При завинчивании возникают моменты трения в резьбе и на торце:
Mk = Mрез + Mгор
Mрез = T= P tg(+)
Mгор = Pf
Mk = P tg(+)+ Pf
Mk = P[tg(+)+ f]
Б) определение кпд резьбы
КПД резьбы определяется отношением идеального момента (без учета сил трения) к реальному моменту (с учетом трения).
КПД - =
= ; = .
В частном случае, когда трение в опорах по торцам очень мало (например, если опорой являются подшипники качения):
= .
Средства против самоотвинчивания винтов и гаек
Рис. 15
В машинах, где действуют циклические нагрузки, для всех винтов и гаек должны предусматриваться средства против самоотвинчивания. В порядке убывающей надежности применяются для этой цели: корончатые гайки со шплинтом (рис.15а), отгибные шайбы (рис. 156), завязывание проволокой (рис. 15в), пружинные шайбы (Гровера) (рис. 15г), контргайки (рис.15в) и другие способы.
Материал винтовых соединений
Стандартные винты и гайки изготавливаются из Ст.3, иногда Ст.4 и Ст.5, а также сталей: А-12 (автоматная), Ст.20, Ст.35, Ст.45 и других.
Для более ответственных напряженных соединений применяются: СТ.40Х, СТ.40ХН и другие. Шайбы пружинные изготавливаются из Ст.65Г с термообработкой, отгибные пластины и проволока для завязывания из Ст.1.
Распределение нагрузки по виткам резьбы
Рис. 16
Распределение нагрузки по виткам резьбы вследствие большой жесткости гайки неравномерно, на рис.16 показана эпюра по Н.Е.Жуковскому.
Применив гайку переменной жесткости (показано пунктиром), можно получить более благоприятную эпюру.
Расчет винтовых соединений
Опасными напряженными состояниями для болта или винта могут быть следующие:
а) стержень болта - на разрыв по внутреннему сечению резьбы;
б) резьба гайки - на смятие, срез или изгиб;
в) головка болта - на срез.
В стандартных болтах пункты (б) и (в) равнопрочны с пунктом (а), поэтому рассчитывается только стержень на разрыв. Из этих соображений высота головки h=0,7d, гайки - H=0,8d.
Различают следующие виды резьбовых соединений:
- ненапряженные, воспринимающие только нагрузку;
- напряженные, которые, кроме действующей нагрузки, воспринимают также усилиe дополнительной затяжки.