Расчет и основы конструирования резьбовых соединений (класс прочности болтов - 6,6)

Задание на работу:

Стальной корпус опор блока для каната натяжного устройства крепят к сварной раме с помощью 4-х болтов, установленных в отверстиях с зазором. Следует принять l₁=l+4d; b₁=b+4d; b₂=b-4d; h=1,2d. Требуется определить размеры и классы прочности болтов и гаек, потребную силу начальной затяжки болтов из условий нераскрытия стыка и несдвигаемости корпуса.

Данные для крепления натяжного устройства:

F, кН	H, мм	l, мм	b, мм	Резьба	Класс прочности      болтов
26	260	130	200	-	6.6

Решение:

1.  Определение d резьбы.

Определим F_зат для одного болта из условия несдвигаемости корпуса:

Согласно [1, стр. 200]:

коэффициент трения , принимаем f=0,15. Коэффициент запаса прочности принимаем k=1,6 (для постоянных нагрузок).

Выразим F_зат

Так как класс прочности болтов 6.6 то

Рассчитаем - допускаемое напряжение одного болта

[S]-допускаемый коэффициент запаса прочности, принимаем [S]=1,6-при затяжке, контролируемой динамометрическим ключом. Следовательно,

Опрокидывающий момент:

Рассчитаем внешнюю нагрузку одиночного болта:

Коэффициент внешней нагрузки c принимаем равным 0,3 [1, стр. 195].

Рассчитаем требуемый диаметр болта:

Согласно [3, стр. 96] табл. 8.5, принимаем d=24 мм, то есть болт М24.

2.  Расчет заданных параметров корпуса.

3.  Расчет параметров гайки.

Размер гайки [2, стр. 558] с резьбой М30: Н=19 мм;

Необходимый выход конца болта из гайки:

и необходимый запас резьбы

Требуемая длина болта (без головки болта)

Требуемая длина резьбового конца болта

Согласно ГОСТ 7798-70 [2, стр. 529] l₀ = 54, тогда фактический запас резьбы

Длина головки болта по ГОСТ 7805-70 [2, стр. 526] принимаем l₁ = 15 мм.

Отверстие необходимое для установки болта в корпус:

4.  Податливость болта.

Модуль упругости материала болта [2, стр. 64]:

Расчетная длина болта: l = 90 мм.

Длина гладкой части болта: l_гл = 36 мм.

Длина резьбовой части болта: l_Р = 54 мм.

Площадь поперечного сечения гладкой части болта:

Расчетный диаметр [4, стр. 5] резьбы М30 с шагом P = 2,0 мм:

Площадь поперечного сечения резьбовой части болта:

Определим податливость болта:

5.  Податливость детали.

Модуль упругости материала корпуса (стальное литье) [2, стр. 64]:  

Податливость детали в соединение с болтом при :

6.  Коэффициент основной нагрузки:

7.  Расчетная схема группового резьбового соединения.

8.  Расчет группового соединения.

Определим потребную силу предварительной затяжки при условие нераскрытия стыка:

Опрокидывающий момент:

Осевой момент инерции стыка [2, стр. 71]:

Момент сопротивления стыка [2, стр. 71]:

Условие нераскрытия стыка:

Следовательно:

9.  Прочность болтов.

Момент инерции площади сечений всех болтов соединения относительно осей координат.

Условие прочности наиболее нагруженных болтов (№1, №2) соединения:

Следовательно:

 

                        Условие выполняется.

10.Параметры резьбового соединения.

Болт М24X6.6 ГОСТ 7805-70 (4 болта);

Гайка М24.6 ГОСТ 5915-70  (4 гайки);

Потребная сила затяжки болтов F_зат =57277,44 Н.

                              Список литературы

1.  Кудрявцев В.Н. и др. Курсовое проектирование деталей машин. Ленинград: Машиностроение 1984. - 400 с.

2.  Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя (том 1). Справочник. М.: Машиностроение 1979. - 736 c.

3.  Иосилевич Г.Б. Детали машин. Учеб. для вузов. М.: Машиностроение 1988. - 368 с.

4.  Тарханов В.И. Резьбовые соединения. Методические рекомендации. Ульяновск 1991. - 32 с.