Ãëàâíàÿ > Ðàçíîå > Ðàñ÷åò íà ïðî÷íîñòü äåòàëåé ìàøèí
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô
Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Ìàêåòû ñòðàíèö

ÓÒÎ×ÍÅÍÍÛÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈÉ

Ïðè ðàñ÷åòå îòâåòñòâåííûõ ðåçüáîâûõ ñîåäèèåíèé (øàòóííûå áîëòû è äð.) íåîáõîäèìî áîëåå òî÷íî ó÷èòûâàòü âíåøíþþ íàãðóçêó, óñèëèå çàòÿæêè, äîïîëíèòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ îò èçãèáà è êðó÷åíèÿ, à òàêæå âëèÿíèå òåìïåðàòóðû äåòàëåé, êîíñòðóêòèâíûõ è òåõíîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ íà ïðî÷íîñòü ñîåäèíåíèé.

Îïðåäåëåíèå óñèëèé â çàòÿíóòîì ñîåäèíåíèè ïðè äåéñòâèè âíåøíåé îñåâîé íàãðóçêè.  ðàñ÷åòàõ ãðóïïîâûõ ñîåäèíåíèé ïðîìåæóòî÷íûå äåòàëè çàìåíÿþò ýêâèâàëåíòíûìè ïî æåñòêîñòè (íà ðàñòÿæåíèå-ñæàòèå) âòóëêàìè, ñâÿçàííûìè àáñîëþòíî æåñòêîé äèàôðàãìîé â ôîðìå äåòàëåé. Ê äèàôðàãìå ïðèêëàäûâàþò âíåøíèå íàãðóçêè,

Ñ ïîìîùüþ òàêîé ñõåìàòèçàöèè îñóùåñòâëÿþò ïåðåõîä îò ãðóïïîâîãî ñîåäèíåíèÿ ê ðàñ÷åòó îäèíî÷íîãî (îäíîáîëòîâîãî) ñîåäèíåíèÿ.

Ðàññìîòðèì ñîåäèíåíèå (ðèñ. 5), çàòÿíóòîå ñ óñèëèåì è çàòåì íàãðóæåííîå âíåøíèì ðàñòÿãèâàþùèì óñèëèåì ïðèõîäÿùèìñÿ íà äàííûé áîëò.

Ïîëíîå óñèëèå, äåéñòâóþùåå íà áîëò, îïðåäåëÿþò èç äèàãðàììû óñèëèé (ðèñ. 6). Íà äèàãðàììå ïðèâåäåíû êðèâûå äåôîðìèðîâàíèÿ áîëòà (êðèâàÿ I) è ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé (êðèâàÿ âûðàæàþùèå çàâèñèìîñòü óñèëèÿ îò óäëèíåíèÿ (èëè ñæàòèÿ). Ïðè óïðóãèõ äåôîðìàöèÿõ ýòà çàâèñèìîñòü èçîáðàæàåòñÿ ïðÿìûìè ëèíèÿìè.

Óãëû íàêëîíà ïðÿìûõ õàðàêòåðèçóþò ñîîòâåòñòâåííî ïîäàòëèâîñòü áîëòà è ñòÿãèâàåìûõ äåòàëåé è îïðåäåëÿþòñÿ ðàâåíñòâàìè

ãäå — êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè áîëòà, ñîîòâåòñòâóåò åãî óäëèíåíèþ ïîä äåéñòâèåì åäèíè÷íîé ðàñòÿãèâàþùåé ñèëû; — êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè ñòÿãèâàåìûõ äåòàëåé;

çäåñü — ðàñ÷åòíàÿ äëèíà áîëòà; — ñîîòâåòñòâåíèî ìîäóëü óïðóãîñòè ìàòåðèàëà è ïëîùàäü ñå÷åíèÿ áîëòà.

Ðèñ. 5. Ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå (à) è åãî ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà

Ðèñ. 6. Äèàãðàììà óñèëèé â ðåçüáîâîì ñîåäèíåíèè

Äëÿ ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé

ãäå — äëèíà (òîëùèíà) ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé; — ìîäóëü óïðóãîñòè ìàòåðèàëà äåòàëåé; — ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ äåòàëåé.

Óñèëèå çàòÿæêè âûçûâàåò óäëèíåíèå áîëòà íà âåëè÷èíó è ñæàòèå ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé íà âåëè÷èíó Òî÷êè íà äèàãðàììå õàðàêòåðèçóþò óñèëèå è äåôîðìàöèè â áîëòå è ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëÿõ ïîñëå çàòÿæêè.

Âíåøíÿÿ íàãðóçêà âûçûâàåò äîïîëíèòåëüíîå óäëèíåíèå áîëòà íà

Ðèñ. 7. Çàâèñèìîñòü ïîëíîãî óñèëèÿ â áîëòå îò âíåøíåé íàãðóçêè

âåëè÷èíó è óñíëíå â áîëòå âîçðàñòàåò íà âåëè÷èíó

Ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà ïðîìåæóòî÷íûå äåòàëè, óìåíüøèòñÿ íà âåëè÷èíó

Ýòî ñíèæåíèå óñèëèÿ ìîæíî íàéòè, ïðîâîäÿ ÷åðåç òî÷êó ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíóþ ïðÿìîé II.

Ñóììà óñíëíé

òîãäà

Äîïîëíèòåëüíîå óñèëèå íà áîëò

ãäå õ — êîýôôèöèåíò îñíîâíîé íàãðóçêè,

Ïîëíîå óñèëèå íà áîëò

Ðàñ÷åòíàÿ çàâèñèìîñòü ïîëíîãî óñèëèÿ, äåéñòâóþùåãî íà áîëò (øïèëüêó), îò âíåøíåé íàãðóçêè ïîêàçàíà íà ðèñ. 7.

Åñëè âíåøíÿÿ íàãðóçêà èçìåíÿåòñÿ öèêëè÷åñêè (îò 0 äî òî àìïëèòóäà ïåðåìåííûõ íàïðÿæåíèé â ðåçüáîâîé ÷àñòè áîëòà

è ñðåäíåå íàïðÿæåíèå

ãäå — íàïðÿæåíèå ïðåäâàðèòåëüíîé çàòÿæêí.

Èç ôîðìóëû (9) ñëåäóåò, ÷òî â çàòÿíóòîì ðåçüáîâîì ñîåäèíåíèè âíåøíÿÿ íàãðóçêà íà áîëò ïåðåäàåòñÿ ëíøü ÷àñòè÷íî

Ðàâåíñòâî (11) ñïðàâåäëèâî äî íà÷àëà ðàñêðûòèÿ ñòûêà. Óñèëèå íà ñòûêå ïîñëå ïðèëîæåíèÿ ñèëû

îòêóäà óñëîâèå íåðàñêðûòàÿ ñòûêà

Åñëè âíåøíÿÿ íàãðóçêà âîçðàñòàåò äî âåëè÷èíû

òî ñòûê ðàñêðîåòñÿ (òî÷êà íà ðèñ. 7), è ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷åíèè âíåøíåé íàãðóçêè óñèëèå íà áîëò áóäåò

ãäå — âíåøíÿÿ íàãðóçêà, äåéñòâóþùàÿ íà ñîåäèíåíèå.

Ïîñëå ðàñêðûòèÿ ñòûêà âíåøíÿÿ íàãðóçêà ïîëíîñòüþ ïåðåäàåòñÿ íà áîëò, ÷òî ïðè ïåðåìåííîé íàãðóçêå ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ äîïîëíèòåëüíûõ íàïðÿæåíèé óäàðíîãî õàðàêòåðà. Ïîýòîìó óñèëèå çàòÿæêè ñëåäóåò íàçíà÷àòü òàêèì, ÷òîáû ïðè çàäàííîé âíåøíåé íàãðóçêå ñòûê îñòàâàëñÿ ïëîòíûì.

Äëÿ ñíèæåíèÿ ïåðåìåííûõ íàïðÿæåíèé â áîëòå ñëåäóåò óìåíüøèòü êîýôôèöèåíò îñíîâíîé íàãðóçêè X. ò. å. ïðèìåíÿòü ïîäàòëèâûå áîëòû (óâåëè÷èâàòü è æåñòêèå ôëàíöû (óìåíüøàòü Ïðåèìóùåñòâà ïîäàòëèâûõ áîëòîâ íàãëÿäíî èëëþñòðèðóåò ðèñ. 8. Îòñþäà ïðàâèëî êîíñòðóèðîâàíèÿ ðåçüáîâûõ ñîåäèíåíèé:

Ðèñ. 8. Äèàãðàììû óñèëèé äëÿ ñîåäèíåíèé ñ ðàçëè÷íîé æåñòêîñòüþ áîëòîâ ïðè îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ ðàáîòû

æåñòêèå ôëàíöû — ïîäàòëèâûå áîëòû.

Ïðè íàëè÷èè òåìïåðàòóðíîé äåôîðìàöèè

ãäå — êîýôôèöèåíòû ñîîòâåòñòâåííî ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ è òåìïåðàòóðû ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé è áîëòà.

Òåìïåðàòóðíîå óñèëèå

Ïîëíîå óñèëèå íà áîëò â ýòîì ñëó÷àå

Îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòîâ ïîäàòëèâîñòè áîëòà è ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé. Äëÿ áîëòà ïîñòîÿííîãî ñå÷åííÿ çíà÷åíèå îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå (7). Äëÿ áîëòà ïåðåìåííîãî ñå÷åííÿ (ðèñ. 9)

ãäå — ñîîòâåòñòâåííî äëèíà è ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ó÷àñòêà áîëòà.

Äëÿ êîðîòêèõ áîëòîâ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïîäàòëèâîñòü ðåçüáû â ïðåäåëàõ ñîåäèíåíèÿ è ãîëîâêè áîëòà.

Ïîäàòëèâîñòü ðåçüáû ìîæíî âû÷èñëÿòü ïî ôîðìóëàì:

ãäå Ð — øàã ðåçüáû.

Åñëè ìîäóëè óïðóãîñòè áîëòà (øïèëüêè) è ãàéêè (êîðïóñà) ðàçëè÷íû, òî ìîæíî ïðèíèìàòü

Êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè ãîëîâêè áîëòà ñ âûñîòîé

Äëÿ êîðîòêèõ áîëòîâ êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè ñëåäóåò âû÷èñëÿòü ïî ôîðìóëå

Êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé îïðåäåëÿþò â ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ïðè äåéñòâèè îñåâîé ñèëû äåôîðìàöèÿ, ðàâíîìåðíàÿ ïî

Ðèñ. 9. Áîëò ñ ïåðåìåííîé ïëîùàäüþ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ

Ðèñ. 10. Êîíóñû äàâëåíèÿ â ñîåäí èåíèÿõ áîëòîì (à) è âèíòîì (á)

ñå÷åíèþ, ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ «êîíóñà äàâëåíèÿ» (ðèñ 10).

Íà îñíîâàíèè òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïðèíèìàþò

ãäå à — óãîë, ñîñòàâëåííûé îáðàçóþùåé êîíóñà ñ îñüþ äëÿ ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé íåáîëüøîé òîëùèíû ãäå — äèàìåòð îòâåðñòèÿ ïîä áîëò) êîíóñ äàâëåíèÿ ìîæíî çàìåíèòü óñëîâíûì ïîëûì öèëèíäðîì ñ íàðóæíûì äèàìåòðîì (ðèñ. 10, á)

ãäå à — âíåøíèé äèàìåòð îïîðíîé ïîâåðõíîñòè ãàéêè

Êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè òîèêîí ïðîìåæóòî÷íîé äåòàëè

 îáùåì ñëó÷àå äëÿ ïðîìåæóòî÷íîé äåòàëè ïðîèçâîëüíîé òîëùèíû (ðèñ. 10, á) êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

ãäå

Çíà÷åíèå X ïðèâåäåíî â òàáë 7.

Åñëè áîëò ñîåäèíÿåò äâà ôëàíöà (ñì ðèñ. 10), òî ñóììàðíûé êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè

 ñëó÷àå, êîãäà êîíóñ äàâëåíèÿ âûõîäèò çà ïðåäåëû ïðîìåæóòî÷íîé äåòàëè (ðèñ 11), êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

ãäå

7. Çíà÷åíèÿ áåçðàçìåðíîãî êîýôôèöèåíòà ïîäàòëèâîñòè

(ñì. ñêàí)

Ïîäîáíîé ôîðìóëîé ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ïðè ÷àñòî ðàñïîëîæåííûõ áîëòàõ (øïèëüêàõ), êîãäà îäèí êîíóñ äàâëåíèÿ ïåðåêðûâàåò äðóãîé.

Åñëè äëÿ ãðóïïîâîãî ñîåäèíåíèÿ , òî ïðè ðàñ÷åòå ìîæíî ó÷èòûâàòü ïëîùàäü ïðîìåæóòî÷íîé äåòàëè, ïðèõîäÿùóþñÿ íà îäíó øïèëüêó (ó÷àñòêîì íà ðèñ. 11 ïðåíåáðåãàþò).

Ðàñ÷åò óñèëèé â ñëîæíûõ ñèëîâûõ ñõåìàõ, üîëò ñîåäèíÿåò íåñêîëüêî ïðîìåæóòî÷íûõ äåòàëåé (ðèñ. 12), âíåøíÿÿ íàãðóçêà ïðèëîæåíà ê ïðîèçâîëüíûì ñòûêàì.

Ðàçëè÷àþò äåòàëè ñèñòåìû áîëòà, â êîòîðûõ â ðåçóëüòàòå äåéñòâèÿ âíåøíåé íàãðóçêè àáñîëþòíàÿ äåôîðìàöèÿ âîçðàñòàåò (äåòàëè 0, 1 íà ðèñ. 12), è äåòàëè ñèñòåìû êîðïóñà, â êîòîðûõ àáñîëþòíàÿ äåôîðìàöèÿ óìåíüøàåòñÿ (äåòàëè 2, 3).

 ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå (ñì. Ðèñ. 12)

— êîýôôèöèåíò ïîäàòëèâîñòè äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ; — òî æå äëÿ áîëòà.

Äëÿ óìåíüøåíèÿ êîýôôèöèåíòà îñíîâíîé íàãðóçêè óïðóãèå äåòàëè (óïðóãèå øàéáû è äðóãèå äåòàëè) ñëåäóåò ââîäèòü â ñèñòåìó áîëòà.

Ðèñ. 11. Âûõîä êîíóñà äàâëåíèÿ çà ïðåäåëû äåòàëè

Ðèñ. 12. Ñõåìà íàãðóæåíèÿ ñèëîâîé øïèëüêè

<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Îãëàâëåíèå