Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Детали машин. Курсовое проектирование

Механические свойства крепежных деталей

В табл. П.130-П.138 приведены механические свойства крепежных резьбовых деталей и величины разрушающих усилий.

В табл. П.139 приведены величины максимальных усилий затяжки и максимальных моментов затяжки для резьбовых соединений.

Расчет резьбовых соединений

Допускаемые напряжения и коэффициенты безопасности

Допускаемые напряжения на растяжение:

• для пластичных материалов:

• для хрупких материалов:

где 5Г, 5В - коэффициенты безопасности по статической прочности.

Ориентировочные значения коэффициентов запаса прочности для болтов, винтов и шпилек при расчете на разрыв в соединениях с неконтролируемой затяжкой приведены в табл. П.140.

Для соединений с контролируемой затяжкой:

• при статической нагрузке:

• при переменной нагрузке:

- коэффициент безопасности по амплитуде

- коэффициент безопасности по максимальным напряжениям

Болты соединений, работающих при высоких температурах (для конструкционных сталей t > 300 °С и легких сплавов / > 150 °С), должны быть проверены по пределам ползучести и длительной прочности.

Значения запасов, соответственно, равны:

Значения допускаемых напряжении тр и асм р для болтов, винтов и соединяемых деталей приведены в табл. П.141.

Прочность резьбы гаек и болтов

В качестве крепежных резьб, как правило, используют однозаходную резьбу. Для однозаходной резьбы:

где 5 - ход резьбы; Р - шаг резьбы. Угол подъема резьбы

где

где р - угол трения в резьбе;

где рг - коэффициент трения в резьбе. Движущая окружная сила равна:

где - осевая сила на винте.

Площадь поперечного сечения болта при расчетах на прочность:

где (I - расчетный диаметр болта.

Расчет болта на разрыв:

Влияние конструктивных и технологических факторов на прочность резьбовых соединений

Основными конструктивными параметрами, определяющими прочность вит

ков, являются отношение

и относительная высота гайки

(где (I - наружный

диаметр резьбы болта; Р - шаг резьбы; Н - высота гайки).

Приведем влияние относительного шага

на прочность резьб в диапазоне применяемых значений:

1. Напряжение разрыва стр существенно уменьшается с уменьшением

(в 1,5 раза в диапазоне

что объясняется увеличением внутреннего

диаметра резьбы болта </, с уменьшением шага резьбы Р.

Увеличение (I и Р понижает сопротивление усталости резьбовой детали (масштабный эффект). Резьбы диаметром (30-60) мм имеют приблизительно в 2 раза меньшие пределы выносливости, чем резьбы диаметром (6-16) мм.

При переменных нагрузках для повышения податливости болта целесообразно уменьшать диаметр стержня болта (шпильки) с1 .

Обычно принимают:

• при переменных нагрузках

• при статических нагрузка?

2. Напряжения среза слабо уменьшаются с измельчением резьбы в 1,25 раза.

При статических и переменных нагрузках можно рекомендовать:

Не рекомендуется применять резьбу с отношением

При мелкой резьбе

может наступить явление цепкого среза, когда раз

рушение витков идет одно за другим и равнопрочности гайки и болта нельзя достичь даже при очень большой высоте гайки. Для гаек из пластмасс цепной срез витков возможен при

В целом мелкие резьбы несколько более выгодны по

прочности, чем крупные, однако точное изготовление мелких резьб сложнее, чем крупных, достичь равномерного распределения нагрузки по виткам у них труднее.

3. Напряжения смятия незначительно уменьшаются при уменьшении

и при

т = 1 составляют от 0,3 до 0,45. а при т = 2- от 0.55 до 0,8 напряжений разрыва.

4. Напряжения изгиба падают с уменьшением

и при т = 1 составляют от

0,25 до 0,3, а при т = 2 - от 0,5 до 0,6 напряжений разрыва. При стесненном изгибе (срез) напряжения в основании витков равны (0,13 -0,15)ар.

5. При равноценных механических свойствах материала гайки и болта сопротивление усталости резьбы повышается с увеличением высоты гайки до И = 1,2</. Дальнейшее увеличение высоты гайки не дает существенного возрастания прочности, так как нагрузка на первый виток изменяется очень мало.

6. Применение гаек с низким модулем упругости приводит к более равномерному распределению нагрузки по виткам.

7. Накатывание резьбы увеличивает усилия среза витков на 4-8 %. Ее можно проводить на всех материалах, имеющих относительное удлинение не ниже 8-10 % и предел прочности не выше 1100 МПа . Сопротивление усталости, накатанной/резьбы при правильных режимах накатки и при отсутствии последующей термической обработки на 30 % больше нарезанной резьбы.

Материалы, применяемые для резьбовых соединений при высоких температурах

При проектировании для резьбовых соединений из конструкционной стали при температуре />300 °С и для легких сплавов при I > 150° следует учитывать ползучесть и длительную прочность материала.

Таблица 7.1

Материалы деталей резьбовых соединений и их максимальные рабочие

температуры

Материалы

Рабочие температуры резьбовых соединений, °С, тах

Мате

риалы

Рабочие температуры резьбовых соединений, °С, шах

Стали

Титановые сплавы

45

<300

ВТЗЗ-1

<450

30ХГСА

<400

ВТ 14

<400,

кратковременно до 500

1Х12НГВМФ

<500

12Х18Н9Т

<600

ВТ16

<350,

кратковременно до 700

Х12Н22ТЗМР

<700

При / > 500 °С для резьбовых соединений применяют специальные жаропрочные стали, например ЭИ643 и др.

При высоких температурах в резьбовых соединениях часто наблюдается заедание - после некоторого времени работы гайку не удается отвернуть или она отвинчивается с большим трудом.

Опасность заедания уменьшается при правильном подборе материалов болта и гайки. С этой целью при температурах до 500 °С и незначительных усилиях применяют гайки из латуни, бронзы и перлитного чугуна, а для более нагруженных соединений - гайки из жаропрочных материалов. При этом материал гайки должен иметь больший коэффициент линейного расширения, чем материал болта.

Заедание в резьбовых соединениях уменьшается при применении покрытий (медное - до 600 °С и серебряное - до 700 °С).

Кадмирование резьбовых соединений при рабочих температурах свыше 200 °С недопустимо, так как кадмий проникает в металл болта и вызывает его разрушение.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ РЕЗЮМЕ ПОХОЖИЕ СТАТЬИ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Строительство
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика