- •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
Допускаемые напряжения в болтах и винтах
При постоянных нагрузках критерием прочности служит предел текучести материала.
[] = ; [] = 0,7[].
n = коэффициент безопасности, n = 1,5+ 3.
При циклических нагрузках критерием прочности служит предел усталости (выносливости) материала
[] = ;
Здесь: - масштабный фактор, характеризующий механические свойства реальных болтов по сравнению с испытываемыми образцами. Для болтов небольших диаметров = 1;
-1 - предел усталости при симметричном цикле.
Для углеродистых сталей -1 = 0,43 b
Для легированных сталей -1 = 0,35 b + (70-120) МПа
n1 - запас прочности к пределу усталости (по таблицам);
K - коэффициент концентрации напряжений (по таблицам).
Передача "винт-гайка"
Служит для преобразования вращательного в поступательное движение, применяется в домкратах, подъемниках, винтовых прессах, натяжных устройствах и ходовых винтах. К достоинствам передачи относятся возможность получения значительных передаточных отношений, малые габариты и бесшумная работа; недостатком является сравнительно низкий КПД в связи с большими потерями на трение в резьбе. Для уменьшения трения применяют трапецеидальную или упорную резьбу; гайка изготавливается из антифрикционного материала (обычно бронзы), винт должен иметь твердую и чисто обработанную поверхность нарезки.
Рис.25
P - осевая сила;
Mk = Ql - крутящий момент на оси винта;
d, dc, d1 - наружный, средний и внутренний диаметры винта;
H - высота гайки;
t - шаг нарезки, t = d-d1;
[]см - допускаемое напряжение смятия в резьбе гайки (по таблицам).
Диаметр винта определяется в зависимости от прочности резьбы гайки на смятие
см = []см
Обозначив относительную высоту гайки , получаем:
см = ;dc = ; = 1,5 – 2,5.
Полученное значение округляется до ближайшего большего по таблицам резьб по ГОСТ.
Затем производятся проверка винта на совместное сжатие и кручение:
= - по III теории прочности
изг = ;к = .
Длинные винты, имеющие гибкость 70, проверяются на продольный изгиб по формуле:
сок = []сок
Здесь: - табличный коэффициент уменьшения допускаемого напряжения, зави-сящий от гибкости стержня; F1 -площадь сечения винта по внутреннему диаметру
=
l - приведенная длина стержня винта;
- коэффициент заделки концов стержня; для домкратов и подъемников (рис. 26 а) = 2; для ходовых винтов (рис. 26 б) = 1;
i - радиус инерции сечения винта по внутреннему диаметру резьбы;
J - момент инерции минимального сечения
i =
Для круглого сечения
J1 = ; F1 = ; i = .
Рис. 26
Шпоночные соединения
Служат для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот.
Наибольшее распространение получили ненапряженные шпоночные соединения, в которых окружное усилие воспринимается боковыми поверхностями шпонок (рис. 27 а, б, в).
Рис. 27
Призматические шпонки (а, б) плотно устанавливаются в фрезерованный для них на валу паз (а - для пальцевой фрезы, б - для дисковой). Сегментные шпонки Вудруфа (б) отличаются простотой изготовления (шлифовка штампованных полудисков на магнитном столе). Для них применяются специальные дисковые фрезы.
В напряженных - клиновых шпоночных соединениях, осуществляется радиальный натяг за счет клинообразной формы шпонки, который воспринимает значительную часть окружного усилия. Однако эти шпоночные соединения создают смещение ступицы относительно оси вала, следствием чего является дисбаланс вращающихся деталей. Поэтому такие шпонки в настоящее время применяются сравнительно редко, а в точном машиностроении совершенно не используются.
Призматические и сегментные шпонки стандартизованы и подбираются по таблицам ГОСТ в зависимости от диаметра вала. Длина шпонок рассчитывается. Материал шпонок
Ст. 45, Ст. 50, для призматических шпонок - чистотянутая по профилю. Как правило, применяют лишь одну шпонку вследствие трудности пригонки нескольких (не более двух).