Детали машин: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы, страница 2

 ,                                                 (7)

где g  – коэффициент остаточного натяга.

g = 0,6…1,2 – для соединений, от которых требуется плотность;

g = 1,2…1,8 – для соединений, от которых требуется герметичность.

Если на резьбовые соединения действует поперечная нагрузка – F (перпендикулярно оси резьбовых изделий), возможны два варианта:

а) резьбовые изделия устанавливаются в отверстие без зазора, т.е. работают на срез:

,                                                               (8)

где F  – нагрузка, действующая на соединение, Н ;

А_ср – площадь среза, мм²:

, где d₁ – внутренний диаметр резьбового изделия, мм;

k  – число резьбовых изделий, шт;

i  – число плоскостей среза;

[t]_ср – допускаемое напряжение на срез для материала резьбового   изделия, МПа;

б) резьбовые изделия устанавливаются в отверстие с зазором, следовательно, соединяемые детали удерживаются за счет сил трения, создаваемых затяжкой резьбовых изделий, поэтому их рассчитывают на растяжение от действия усилия затяжки  N:

  ,                                                             (9)

где N – усилие затяжки, Н:

N = F/if;

i – число плоскостей среза;

f – коэффициент трения между соединяемыми деталями;

F – нагрузка, действующая на соединение, Н;

А_р – площадь растяжения, мм²:

, где d₁ – внутренний диаметр резьбы, мм;

k  – число резьбовых изделий в соединении;

[s]_р – допускаемое напряжение на растяжение для материала резьбового соединения, МПа.

Таблица 3

Таблица диаметров болтов, мм

Внутренний диаметр резьбы d1	Наружный диаметр резьбы D	Средний диаметр резьбы dср	Шаг резьбы t
4,92	6	5,35	1
6,65	8	7,19	1,25
8,38	10	9,03	1,5
10,11	12	10,86	1,75
11,84	14	12,70	2
15,29	18	16,38	2,5
17,29	20	18,38	2,5
20,75	24	22,05	3
26,21	30	27,73	3,5
31,67	36	33,4	4
37,13	42	39,08	4,5
42,75	48	44,75	5

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения могут быть напряженные и ненапряженные.

Ненапряженные соединения образуются призматическими и сегментными шпонками. Расчет их на прочность производится в такой последовательности:

а) по диаметру вала d  из стандартных таблиц выбирают ширину b и высоту  h шпонки (для сегментной шпонки ширина  d₁);

б) если диаметр вала не известен, то он определяется из условия прочности на кручение или на кручение с изгибом:

   ,                                                          (10)

где Т  –  крутящий момент, Н×мм;

[t]_кр – допускаемое напряжение на кручение, МПа;

                                                        (11)

где М_пр – приведенный момент, Н×мм;

, где М_и – изгибающий момент, Н×мм;

[s]  – допускаемое напряжение на изгиб, МПа.

Диаметр вала округляют до стандартного значения из ряда R40: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160. в) производят расчет на смятие боковых поверхностей шпонки:

,                                                   (12)

,                                                       (13)

где Т – крутящий момент, передаваемый через соединение, Н×мм:

, где N – мощность, кВт ;

w - угловая скорость вала, 1/с ;

[s]_см – допускаемое напряжение на смятие, МПа .

Из формул (12) и (13) соответственно определяют рабочую длину призматической шпонки  l_р или диаметр сегментной шпонки d₁, значения которых затем округляют до стандартного (таблицы 4 и 5).