Машиностроение \ Детали машин

Резьбовые соединения. Основные геометрические параметры цилиндрических резьб, страница 2

Крепежные детали общего назначения изготавливают из углеродистой стали (Ст3, 10, 20, 35, 45). Резьбу нарезают или наматывают.

Легированные стали (сталь 35Х, сталь 38АХ) и др. применяются для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках.

Стальные болты, винты и шпильки изготавливают 12 классов прочности:

3.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 6.9; 8.8; 10.9; 12.9; 14.9.

Первое число при умножении на 100 дает . Произведение двух чисел, умноженное на 10 дает , в МПа.

Силовые соотношения. Условия самоторможения. КПД винтовой пары

Необходимая окружная сила для передачи осевой силы для прямоугольной резьбы определяется по формуле:

, где - угол подъема, ;

- угол трения;

, где - коэффициент трения.

Для треугольных и трапециидальных резьб окружное усилие:

, где - приведенный угол трения.

Условие самоторможения в винтовой паре, при которой статическая осевая сила не вынуждает самоотвинчивание гайки, выражается неравенством: .

КПД винтовой пары определяется из отношения полезной работы Wп на винте к затраченной за один поворот винта Wз:

Расчет резьбовых соединений на прочность

Прочность - основной критерий работоспособности резьбовых соединений. Расчеты на прочность сводятся к определению внутреннего диаметра (резьбы, болта, винта, шпильки).

Рассмотрим основные случаи расчета резьбовых соединений

Случай 1. Болт нагружен осевой растягивающей силой .

Условие прочности при растяжении:

; ; .

МПа, F=80 кН.

мм.

Выбираем резьбу М30.

Случай 2. Болт нагружен осевой растягивающей силой и крутящим моментом.

Расчет винта при совместном действии растягивающей силы и крутящего момента можно заменить только на растяжение (сжатие), приняв вместо F (растягивающей силы) расчетную силу .

Условие прочности при растяжении:

Случай 3. Болт нагружен поперечной силой F и установлен в отверстие с зазором.

При затяжке болта на стыке деталей возникает сила трения Fтр, которая препятствует сдвигу деталей. Внешняя сила на болт непосредственно не передается, поэтому производится расчет болта по силе затяжки:

, где =0,15…0,2 - коэффициент трения;

- число болтов;

- число стыков;

К=1,2...2 - коэффициент запаса по сдвигу;

Случай 4. Болт нагружен поперечно силой и установлен в отверстие без зазора. Такой болт рассчитывается на срез:

Условие прочности:

; .

Если i поверхностей среза и z болтов, то:

Случай 5. Соединение предварительно затянуто при сборке (- сила предварительной затяжки) и нагружено силой .

Предварительная затяжка должна обеспечить плотность соединения и отсутствие раскрытия стыка после приложения внешней силы . Внешняя сила передается болту. Болт дополнительно удлиняется на величину . На ту же величину уменьшается сжатие детали. Для простоты выводов считается, что часть силы , а именно воспринимается болтом, а остальная часть - сжатыми деталями.

- коэффициент внешней нагрузки (соединение стальных и чугунных деталей без упругих деталей =0,2-0,3, упругих деталей =0,4-0,5-паронит, резина, асбест). , где - коэффициент затяжки, 1,5-2- при постоянной нагрузке, 2-4- при переменной нагрузке.

Расчет грузовых болтовых соединений

Под действием силы редуктор стремиться оторваться от рамы. Нагрузки на болты одинаковые. ; Под действие силы редуктор стремиться переместиться в лево. Сила трения создаваемая болтами должна быть больше .