Машиностроение \ Основы расчёта и конструирования элементов судовых машин и механизмов

Резьбовые соединения: Методическое пособие по самостоятельному выполнению студентами расчетно-графических работ, страница 6

Определить силу, которую необходимо приложить к стандартному ключу с длиной ручки  (см. рис. 1.5) при завинчивании гайки до появления в стержне болта напряжений, которые равняются пределу текучести . Расчет выполнить для двух болтов и сравнить их. Коэффициент трения в резьбе и на торце гайки f.  Резьба метрическая (угол α = 600). Данные для расчета выбрать из табл. 1.5.

Таблица 1.5. Исходные данные для задачи 2-2

Данные

Варианты 1-10

  

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Резьба

М8

М10

М20

М12

М27

М30

М48

М16

М36

М27

М16

М20

М24

М30

М36

М48

М24

М30

М48

М12

Материал болтов сталь

5

5

35

40

45

50

50

55

20

40Х

Коэффициент трения  f

0,15

0,16

0,20

0,12

0,18

0,22

0,20

0,21

0,14

0,16

Продолжение таблицы 1,5

Данные

Варианты 11-20

  

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Резьба

М8

М10

М20

М12

М27

М30

М48

М16

М36

М27

М16

М20

М24

М30

М36

М48

М24

М30

М48

М12

Материал болтов сталь

5

5

35

40

45

50

50

55

20

40Х

Коэффициент трения  f

0,15

0,16

0,20

0,12

0,18

0,22

0,20

0,21

0,14

0,16

 Пример выполнения задания 2-2

Резьбовые соединения

Контрольная работа №2

Задание №2

Определить силу, которую необходимо приложить к стандартному ключу, с длиной ручки  при завинчивании гайки до появления в стержне болта напряжений, равных пределу текучести . Расчёт выполнить для двух болтов и сравнить их. Коэффициент трения в резьбе и на торце гайки . Резьба метрическая, угол .

1-й болт с резьбой М8

2-й болт с резьбой М16

Материал болтов Ст.5  Коэффициент трения .

Решение:

І Выполним расчёты для болта М8.

1.Согласно ГОСТ 9150-84 находим необходимые для расчетов параметры резьбы

Параметры резьбы, мм

М8

М16

Внешний диаметр резьбы , мм 

8

16

Внутренний диаметр резьбы , мм

6,918

14,918

Средний диаметр резьбы , мм

7,350

15,350

Шаг резьбы  , мм

1,0

1,0

Высота профиля резьбы , мм

0,541

0,541

Внешний диаметр опорного торца гайки  , мм

14

26

Примечание: диаметр D1расчитывается по формуле:, где

 - размер под ключ принимается согласно ГОСТ 5915-70, см приложение №3 к этому методическому пособию.

2.Определим силу затяжки  для болта М8, при которой уровни эквивалентных напряжений в стержне болта соответствуют условиям прочности:

, Н.

тогда усилие затяжки равно:  Н

3. Момент, необходимый для завинчивания гайки, определяется формулой

4. Принимаем диаметр отверстия: .  Тогда средний диаметр под боковой поверхностью головки гайки (поверхностью трения гайки о соединяемую деталь)

 мм

5. Определим угол подъёма резьбы:

.

6. Определим предельный угол трения

7. Находим силу , прилагаемую к ключу, с длиной рычага  , для чего находим сначала  мм.

Тогда Н.

  1. Выигрыш в силе  раз.

ІІ Выполним аналогичные расчёты для болта М16

Результаты расчетов для болта М16 приведены в таблице.

Силовые параметры при затягивании болтов до  напряжения в стержне болта  МПа (сталь 5)

Болт М16

Сила затяжки , Н

34940

Момент завинчивания , Н∙м

110,184

Сила на ключе , Н

918,2

Выигрыш в силе ,  раз

43,5

Выигрыш в силе больше для диаметра болта М16

-----------------------------------------------------------

Задание 2-3

Зубчатое колесо привода грузовой судовой лебедки закреплено на фланце барабана болтами диаметром d, поставленными в отверстие с зазором и без зазора (рис.1.15)

Диаметр круга, на котором расположены болты, передает крутящий момент . Коэффициент трения на стыке колеса с барабаном f = 0.2. Материал болтов - сталь. Затяжка болтов не контролируется. Нагрузка постоянная. Коэффициент запаса по сдвигу  К= 2. Определить нужное число болтов. Данные для расчета приведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6. Начальные данные для задания 2-3

Данные

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Т, Н•м

600

650

800

850

550

600

950

700

500

900

D, мм

250

280

300

320

250

280

350

200

220

300

Резьба

М16

М20

М18

М24

М12

М16

М30

М20

М10

М24

р, мм

2,00

2,50

2,5

3,00

1,75

2,00

3,50

2,50

1,50

3,0

Материал болта, сталь

3

5

20

35

3

5

4

45

30

3

σТ, МПа

240

280

240

300

240

280

280

540

300

240

Варианты (продолжение)

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Т, Н•м

650

700

900

950

600

650

990

800

600

950

D, мм

270

300

320

340

300

300

380

240

240

360

Резьба

М16

М20

М18

М24

М12

М16

М30

М20

М10

М24

р, мм

2,00

2,50

2,5

3,00

1,75

2,00

3,50

2,50

1,50

3,0

Материал болта, сталь

3

5

20

35

3

5

4

45

30

3

σТ, МПа

240

280

240

300

240

280

280

540

300

240
Скачать файл