Расчет деталей на прочность, надежность и долговечность

5 РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

5.1 Расчет резьбовых соединений на прочность[15]

Расчеты резьбовых соединений на прочность сводится к определению на­пряжения среза и смятия витков резьбы и сравнение этих величин с допусти­мыми значениями.

Условие прочности на срез:

lc= Q/pd_c*Ks*Lp<=[l], МПа,                                                    (5.1)

где     Q-максимальная осевая нагрузка, кН;

d_c — внутренний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

K_s - коэффициент полноты. Для замковой резьбы K_s =0,78;

Lр - рабочая длина свинчивания, мм;

[l]- допустимое напряжение среза , Мпа.

Рабочая длина свинчивания L_p определяется по формуле:

L_P=L-H,                                                                         (5.2)

где L -длина конуса резьбы, мм;                                                                                                                                                                                                         H-расположение основной плоскости, мм.

Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости d_c находится

 по фор­муле:

d_c=d_cp-h/2,                                                                                              (5.3)

47

Таблица 5.1 - Размеры резьбовых соединений [3]

Обозначение резьбы	Расположение основной плоскости Н,мм	Средний деаметр в основ­ной ПЛОСКОСТИ (1ср,мм	Внутренний диаметр в ос­новной плоскости dcp,MM плоскости	Наружный диаметр в ос­новной плоскости do,MM	Длина конуса резьбы L.mm	Шаг резьбы L.mm	Высота профиля резьбы h, мм
1	2	3	4	5	6	7	8
3-121* 3-171* 3-117** МК-98** РКТ-177*	15,875 15,875 15,875 16 16	115,113 165,598 111,235 94,421 173,362	111,755 161,380 108,241 90,97 169,98	117,741 168,890 114,228 97 176	102 127 108 104 120	5,08 6,35 5,08 6 5,08	2,993 3,755 2,993 2,579 3,010
Примечание : *-ниппельная часть резьбы **-муфтовая часть резьбы

5.1.1 Расчет замковой реиьбы 3 —121 на прочность

Рассчитаем на прочность замковую резьбу 3-121, соединение вала с пе­реводником.

Найдём рабочую длину свинчивания по формуле

48 Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости найдем по формуле

dc=l15.113 -2,993/2 = 113,6165 мм.                ( 5.3 )

Проверим выполнение условия прочности на срез по формуле (5.1) 1с=250*10"³/3.14*113.617*10"³*0.78*86.125*10"³=10.4МПа

Т.к. 1с = 10,4 МПа < [1]=539 МПа, условие прочности резьбы на срез вы­полняется.

Проверим выполнение условия прочности резьбы на смятие. Для этого вычисляем значение натяжения смятия по формуле (5.5 )

Т_см= 4*5,08*10"³*250*10"³/3.14*(0.117741²-0.113617²)*86.125*10"³==19.7Мпа

Т.к <Г_см=19,7Мпа< / Г см ]=744Мпа условие прочности резьбы на срез и смятие выполняется.

Т.к. условие прочности замковой резьбы 3-121 на срез и смятие выполня­ется, резьбовое соединение вала с переводником надежное .

5.1.3 Расчет замковой резьбы 3-117 на прочность

Рассчитаем на прочность замковую резьбу 3-117, соединение вала проводником.

Найдем рабочую длину свинчивания по формуле (5.2)

L_p=108-15,875=92,125mm

Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости найдем по фор­муле (5.3)

5.2 Расчет момента затяжки резьбовых соединений

Надежнее турбобура в значительной степени определяется прочностью и герметичностью резьбовых соединений.

52

Соблюдение этих условий в основном зависит от момента затяжки замкового соединения.

Момент затяжки резьбового соединения следует рассчитывать из условия нераскрытая стыка соединения.

Мз>Мр+Мт,                                                                             (5.7)

где   Мр-момент трения в резьбе, Н*м;

Мт-момент трения по торцам соединения, Н*м;

Момент трения в резьбе определяется по формуле

Mp=Q₃ dcp/2*tg(ф+р),                                   (5.8)

где    Q3- усилие затяжки, Н;

dcp-средний диаметр в основной плоскости, мм;
^-угол подъема витков резьбы;
р - угол трения, для замковых резьб р=7°,
Усилие затяжки определяется из формулы
Tcm=Q₃/F                                                      (5.9)

где Т СМ -напряжение смятия на торцах, Jc=70MIla

F-площадь торцовой поверхности, мм²
Площадь торцовой поверхности определяется по формуле
F=(d²2- d²l)*#/4                                                                                 (5.10)

где    di -внутренний диаметр торца, мм;

d₂- наружный диаметр торца, мм