Допускаемое напряжение на растяжение для шпилек

Болт нагружен осевой растягивающей силой.

Болт нагружен осевой растягивающей силой; предварительная и последующая затяжки его отсутствуют (соединение ненапряженное, рис. 1).Такой вид нагружения встречается сравнительно редко. Болты в этом случае обычно находятся под действием сил тяжести. Характерным примером данного нагружения может служить резьбовой конец грузового крюка грузоподъемной машины.

Рис. 1

Условие прочности болта

где σр — расчетное напряжение растяжения в поперечном сечении нарезанной части болта;

F — сила, растягивающая болт;

d1 — внутренний диаметр резьбы болта;

[σр] — допускаемое напряжение на растяжение болта.

Формулой (1) пользуются при проверочном расчете болта. Из нее вытекает зависимость для проектного расчета болта:

Или

Определение допускаемых напряжений для резьбовых соединений.

В случае применения низких гаек (высотой H≤0,5d), а также при недостаточной длине свинчивания Н винтов и шпилек (с деталями: стальными — Н < d; чугунными силуминовыми — H<0,5d) фактором, определяющим работоспособность резьбовых соединений, может оказаться прочность резьбы. Наиболее характерный вид разрушения крепежной резьбы — срез ее витков

Условия прочности резьбы по напряжениям среза:

болта

гайки

где FΣ — суммарное осевое усилие, воспринимаемое резьбой и определяемое в зависимости от видов нагружения резьбового соединения, но без коэффициента 1,3, учитывающего скручивание стержня болта (винта, шпильки) при затяжке; kп — коэффициент полноты резьб: для треугольной kп= 0,87; для трапецеидальной kп = 0,65; для прямоугольной kп = 0,5; km — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между витками; km = 0,6…0,7; [τср.б] и [τср.г] — соответственно допустимое напряжение на срез резьбы болта и гайки.

Допустимое напряжение среза зависит от материала:

Условие износостойкости по напряжениям смятия:( написать)

2.Для определения допускаемых напряжений в машиностроения применяют следующие основные методы.

1. Дифференцированный— запас прочности находят как произведение ряда частных коэффициентов, учитывающих надежность материала, степень ответственности детали, точность расчетных формул и действующие силы и другие факторы, определяющие условия работы деталей.

2. Табличный — допускаемые напряжения принимают по нормам, систематизированным в виде таблиц. Этот метод менее точен, но наиболее прост и удобен для практического пользования при проектировочных и проверочных прочностных расчетах.

В работе конструкторских бюро и при расчетах деталей машин в данном справочнике применяются как дифференцированный, так и табличный методы, а также их комбинация. В табл. приведены допускаемые напряжения для нетиповых литых деталей, на которые не разработаны специальные методы расчета и соответствующие им допускаемые напряжения. Типовые детали (например, зубчатые и червячные колеса, шкивы) следует рассчитывать по методикам, приводимым в соответствующем разделе справочника или специальной литературе.

Приведенные допускаемые напряжения предназначены для приближенных расчетов только на основные нагрузки. Для более точных расчетов с учетом дополнительных нагрузок (например, динамических) табличные значения следует увеличивать на 20 — 30 %.

Допускаемые напряжения даны без учета концентрации напряжении и размеров детали, вычислены для стальных гладких полированных образцов диаметром 6 — 12 мм и для необработанных круглых чугунных отливок диаметром 30 мм. При определении наибольших напряжений в рассчитываемой детали нужно номинальные напряжения sном и tном умножать на коэффициент концентрации ks или kt:

smax = kssном; tmax = kttном;

8.Расчет болтовых соединений, нагруженных поперечной силой.Возможны два принципиальноотличных друг от друга варианта таких соединений.

В первом варианте (рис.2.7) болт ставится с зазороми работает на растяжение. Затяжка болтового соединения силой Qсоздает силу трения, полностью уравновешивающую внешнюю силу F,приходящуюся на один болт, т.е. F= ifQ, где i– число плоскостей трения (для схемы на рис.2.7, а,i= 2); f– коэффициент сцепления. Для гарантии минимальную силу затяжки, вычисленную из последней формулы, увеличивают, умножая ее на коэффициент запаса сцепления К = 1,3…1,5, тогда:

Q = KF/(if).

Рис. 2.7. Болтовые соединения с зазором

Расчетная сила для болта Qpacч= 1,3Q, aрасчетный диаметр болта

dр≥.

В рассмотренном варианте соединения сила затяжки до пяти раз может превосходить внешнюю силу, и поэтому диаметры болтов получаются большими. Во избежание этого нередко такие соединения разгружают установкой шпонок, штифтов (рис.2.7,б) и т.п.

Во втором варианте (рис.2.8) болт повышенной точности ставят в развернутые отверстия соединяемых деталей без зазора,и он работает на срез и смятие. Условия прочности такого болта имеют вид

τср = 4F/(πi)≤ [τср], σсм = F/(d0δ)≤[σсм],

где i– число плоскостей среза (для схемы на рис.2.8 i= 2); d0δ – условная площадь смятия, причем если δ > (δ1 + δ2), то в расчет (при одинаковом материале деталей) принимается меньшая величина. Обычно из условия прочности на срез определяют диаметр стержня болта, а затем проводят проверочный расчет на смятие.

Во втором варианте конструкции болтового соединения, нагруженного поперечной силой, диаметр стержня болта получается в два–три раза меньше, чем в первом варианте (без разгрузочных деталей).

Допускаемые напряжения.Обычно болты, винты и шпильки изготовляют из пластичных материалов, поэтому допускаемые напряжения при статической нагрузке определяют в зависимости от предела текучести материала, а именно:

при расчете на растяжение

[σр] = σt/[s];

при расчете на срез

[τср] = 0,4σт;

при расчете на смятие

[σсм] = 0,8σт.

Дата добавления: 2017-01-21; просмотров: 2418 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

© 2015-2020 lektsii.org — Контакты — Последнее добавление



Допускаемые напряжения для расчета резьбовых соединений — Мегаобучалка

Приложение 1

Задача 4 [ 5, с. 42].

Определить допускае­мую силу [ F ], которая может быть приложена, исходя из прочности, сварных швов, на конце клеммового рыча­га (рис. 4.1).

а – размер рычага у места сварки.

к – размер катета шва.

Материал рычага – сталь Ст. З.

Сварка ручная.

Рисунок 1.4 – Сварной клеммовый рычаг

Таблица1.4– исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача 5  [5, с. 42].

Рассчитать сварное соединение стойки ручной лебёдки с плитой.

F – сила натяжения каната. Нагрузка статическая.

 α –угол наклона силы F (см. рис. 5.1).

δ – толщина стойки; δ=12 мм.

  L – расстояние между стойками; L = 600мм.

Н – высота оси барабана.

а – крайнее положение каната на барабане относительно стойки;

  а =100 мм.

Материал плиты и стойки – сталь Ст. 3. Сварка ручная.

Рисунок 1.5 – Сварная рама для барабана лебедки

Таблица 1.5 – исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача 6 [5, с. 43].  

Рассчитать сварные швы хомута с двутавровой балкой и подобрать сечение хомута : b х δ (рис. 6).  

Материал хомута – сталь Ст. 3.

F – усилие, приложенное к хомуту. Нагрузка статическая.

Сварка ручная.

Рисунок 1.6 – Сварное соединение хомута с двутавровой балкой

Таблица 1.6– исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача  7.

 Проверить прочность клёпаного соединения уголков с косынкой.

 F – усилие, приложенное к уголкам. Нагрузка статическая. 

 Материал деталей конструкции – сталь Ст. 3.

Рисунок 1.7 – Клепаное соединение

Таблица  1.7 – исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача 8 [5, с. 43].

 Рассчитать заклепки, крепящие скобы «А» к косынке «В» и косынку к швеллеру «С» (рис. 1.8).

2F – сила, приложенная к блоку. Нагрузка статическая.

Материал деталей конструкции — сталь Ст. З.

Рисунок 1.8 – Клепаное соединение

Таблица  1.8 – исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача 9.

Рассчитать клепаное стыковое соединение двух полос.

Материал полос и накладок – сталь Ст. 3.

F – усилие, приложенное к каждой полосе.

δ – толщина каждой полосы.

δ1 – толщина каждой накладки.

В – ширина деталей соединения.

Рисунок 1.9 – Клепаное соединение

Таблица  1.9 – исходные данные к расчетам

Приложение 1

Задача 10 [5, с. 45].

Рассчитать на равнопрочность швы сварного соединения косынки с растяжками в виде двух уголков. 

Подобрать номер уголков (рис. 1.10).

F – сила, приложенная к уголкам.

Нагруз­ка статическая,

Сварка ручная.

Рисунок 1.10 – Сварное соединение уголков с косынкой

Таблица 1.10 – исходные данные к расчетам

Приложение 2

Задача 1 [ 5, с. 46 ].

Определить количество и диаметры болтов, соединяющих барабан грузовой лебёдки с зубчатым колесом (рис. 2.1).

D 1 – диаметр барабана, мм;

D 2 – диаметр окружности, по которой расположены болты, мм;

F – усилие на барабане (грузоподъёмность лебёдки), кН;

Нагрузка статическая. Болты стандартные.

Расчет произвести по двум вариантам:

1) болты установлены в отверстия соединяемых деталей с зазором;

2) болты установлены в отверстия соединяемых деталей без зазора, по переходной посадке.

Рисунок 2.1 – Болтовое соединение зубчатого колеса и барабана лебедки

Таблица 2.1 – исходные данные к расчетам

Приложение 2

Задача 2 [ 5, с. 47].

Определить диаметры болтов, соединяющих полумуфты в поперечно-свертной муфте (рис. 2.2).

D 0 – диаметр окружности, на которой расположены оси болтов;

m – количество болтов;

Р – передаваемая валом мощность, кВт;

ω – угловая скорость вращения муфты, рад/с;

Нагрузка постоянная.

Расчет произвести по двум вариантам:

1) болты установлены в отверстия полумуфт с зазором;

2) болты установлены в отверстия полумуфт без зазора, по переходной посадке.

Рисунок 2.2 – Поперечно-свертная муфта

Таблица 2.2 – исходные данные к расчетам