Материалы крепежных деталей и допускаемые напряжения — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Материалы крепежных деталей и допускаемые напряжения

2017-06-25 313
Материалы крепежных деталей и допускаемые напряжения 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

Для изготовления крепежных деталей применяют низко- и среднеуглеродистые стали, а для деталей, работающих при переменных и ударных нагрузках - легированные стали. Наиболее часто применяемые стали: Ст 3 кп; Ст 5; 10; 15; 20; 35; 45; 40Х; 30ХГСА и др. Допускаемые напряжения при расчете крепежных деталей определяют по формуле

 

[s]p = sпред/[ S ],

где sпред = s Т - для пластичных материалов, sпред = sв - для хрупких материалов. Допускаемые значения запаса прочности определяют по приведенной выше формуле Кудрявцева В.Н.

 

Таблица 3.1

 

Механические характеристики наиболее употребляемых

материалов крепежных изделий

 

Марка стали Предел прочн. sв , МПа Предел текуч. sТ, МПа Предел выносл. s-1, МПа Марка стали Предел прочн. sв, МПа Предел текуч. s Т, МПа Предел выносл. s1, МПа
ст 3 и 10       35Х      
        30ХГСА      
        ВТ16   -  
               

 

 

Таблица 3.2   Значения запасов прочности при различных видах нагружения  
Вид нагрузки Рекомендуемые значения запасов прочности
Растягивающая внешняя нагрузка
без затяжки болтов: [s]р= 0,6s Т
с затяжкой болтов: Статическая нагрузка:
[ S ] по табл. 3.3 неконтролируемая затяжка
[ S ] = 1,5...2,5 контролируемая затяжка
Переменная нагрузка:
[ S ] > 2,5...4 неконтролируемая затяжка
[ S ] Т по табл. 3.3
[ S ] = 1,5...2,5 контролируемая затяжка
[ S ] Т = 1,5...2,5
Поперечная внешняя нагрузка
болты поставлены с зазором Нагрузка статическая или переменная:
[ S ] по табл. 3.3. - неконтролируемая затяжка [ S ] = 1,5...2,5 - контролируемая затяжка
болты поставлены без зазора [t]ср = 0,4 s Т (статическая); [t]ср = (0,2...0,3) sТ (переменная) [s]см = 0,8 s Т - сталь; [s]см = (0,4...0,5) sв - чугун
Прочность деталей в стыке [s]см = 0,8sТ - сталь; [s]см = 0,4sв - чугун; [s]см = 1...2 МПа - бетон; [s]см = 2...4 МПа - дерево

 

Таблица 3.3

 

Значения запасов прочности для болтов с метрической резьбой (М6-М30) при неконтролируемой затяжке

 

  Материал болта Значения [ S ] при постоянной нагрузке для резьбы Значения [ S ]при переменной нагрузке для резьбы
М6 М16 М16 М30 М6 М16 М16 М30
Углеродистая сталь 5…4 4…2,5 12…8,5 8,5
Легированная сталь 6,5…5 5…3,3 10…6,5 6,5

 

Примечание: при контролируемой затяжке [ S ] Т = 1,2...1,5.

 

Последовательность расчета резьбовых соединений

Алгоритм расчета резьбовых соединений при различных случаях нагружения изложен в разделах 3.2-3.4.

 

Таблица 3.4

Резьба метрическая (ГОСТ 24705-81), размеры, мм

 

Номинальный диаметр резьбы, d Резьба с крупным шагом Резьба с мелким шагом
P d 1 d 2 F, мм2 P d 1 d 2
  1,0 4,918 5,350 17,5 0,75 5,188 5,513
  1,25 6,647 7,188 32,9 1,0 6,918 7,350
  1,5 8,376 9,026 52,3 1,25 8,647 9,188
  1,75 10,106 10,863 76,3 1,25 10,647 11,188
  2,0 11,835 12,701 104,5 1,5 12,376 13,026
  2,0 13,835 14,701 144,0 1,5 14,376 15,026
  2,5 15,294 16,376 175,0 1,5 16,376 17,026
  2,5 17,294 18,376 226,0 1,5 18,376 19,026
  2,5 19,294 20,376 282,0 1,5 20,376 21,026
  3,0 20,752 22,051 324,0 2,0 21,835 22,701
  3,0 23,752 25,051 427,0 2,0 24,835 25,701
  3,5 26,212 27,727 518,0 2,0 27,835 28,701
  3,5 29,212 30,727 647,0 2,0 30,835 31,701
  4,0 31,670 33,408 760,0 3,0 32,752 34,051
  4,0 34,670 36,402 861,0 3,0 35,752 37,051
  4,5 37,129 39,077 1045,0 3,0 38,752 40,051
  4,5 40,129 42,077 1226,0 3,0 41,752 43,051
  5,0 42,587 44,077 1375,0 3,0 44,752 46,051

 

Примеры расчета резьбовых соединений

 

Пример 1

 

Рассчитать болты крепления корпуса подшипника, установленного на валу привода цепного конвейера, если результирующая кН сил, действующих на опору, направлена под углом к горизонтали (рис. 3.17). Корпус подшипника смонтирован на массивной металлоконструкции.

Коэффициент внешней нагрузки Размеры узла: h = 100 мм; b = 90 мм; с = 90 мм; l 1 = 80 м; Н = 200 мм. Материал болтов – сталь 20; нагрузка статическая. Корпус подшипника крепится четырьмя болтам, поставленными в отверстия с зазором.

Рис. 3. 17. Схема к расчету болтов крепления корпуса подшипника

 

1. Разложим силу R на вертикальную N и горизонтальную S составляющие и приведем их к центру тяжести ЦТ площади стыка:

 

 

2. Вычислим вспомогательные параметры – площадь стыка и момент сопротивления площади стыка при повороте вокруг оси у:

 

3. Определим силу начальной затяжки по условию нераскрытия стыка

Примем коэффициент запаса по нераскрытию стыка

 

4. Определим силу затяжки по условию отсутствия сдвига, приняв коэффициент запаса от сдвига коэффициент трения

Дальнейший расчет ведем по наибольшему из двух значений .

 

5. Расчетную нагрузку на один болт определим, учитывая, что в рассматриваемом случае все четыре болта находятся на одинаковых расстояниях от центра тяжести стыка:

 

6. Определим допускаемые напряжения для материала болта. По табл. 3.1 (сталь 20).

Предположив диаметр болтов крепления подшипника в диапазоне М16 – М 30 при неконтролируемой затяжке, примем коэффициент запаса тогда

 

7. Рассчитаем внутренний диаметр болта

Для крепления подшипника следует выбрать болты М27 d 1 = 23,752 мм; d =27 мм, р = 3 мм (см. табл. 3.4).

 

Пример 2

 

Рукоятка клеммового рычага крепится к головке с помощью черных болтов (рис. 3.18). Требуется подобрать болты.

Данные для расчета: усилие на конце рукоятки расстояние между болтами расстояние от центра соединения до точки приложения силы материал болтов – Ст 3; коэффициент трения

Рис.3.18.

 

1. Приводим силы к центру соединения. Прикладываем в центре соединения две равных противоположно направленных силы Q. Тогда на соединение действует сила Q и крутящий момент

 

2. Определим расчетную нагрузку, приходящуюся на один наиболее нагруженный болт.

На действие силы Q со стороны болтов возникают реактивные силы

Внешний момент уравновешивается моментами со стороны болтов

Наиболее нагруженным оказывается правый болт. Суммарная нагрузка, действующая на этот болт

Болты черные, т.е. поставлены с зазором. Такие болты надо считать на растяжение. Осевая сила в болте

3. Определим допускаемые напряжения для материала болта.

По табл. 3.1 сталь Ст3.

Предположив диаметр болтов в диапазоне М16…М30 при неконтролируемой затяжке примем

Тогда

 

4. Рассчитаем внутренний диаметр болта

Для крепления рукоятки следует выбрать болты М22

 


Поделиться с друзьями:

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.036 с.