Расчет витков крепежных резьб на прочность.
Основным видом разрушения крепежных резьб является срез витков. Причем, если материалы болта и гайки одинаковы, то опасен срез витков болта, происходящей по цилиндрической поверхности диаметра d1. Напряжение среза в резьбе болта:
τ1=Fx/πd1∙H∙K∙Km≤[τ1]а в резьбе гайки τ2=Fx/πd∙H∙K∙Km≤[τ2].
Здесь Н -высота гайки (или глубина завинчивания винта);
К -коэффициент полноты резьбы;
Кm -коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы.
 |
Напряжения смятия в резьбе:
σ=4Fx/[(d2-d12)∙z∙Km] ≤[sсм] , z = Н/р,
где р - шаг резьбы, z-число рабочих витков гайки.
Равнопрочность резьбы и стержня болта является одним из условий назначения стандартных параметров резьбовых деталей (в частности, высоты стандартных гаек, головок болтов, диаметров гаек и т.д.). Поэтому при прочностных расчетах стандартных резьбовых деталей элементы резьбы не рассчитываются, а прочность определяется по прочности стержня болта
Незатянутое резьбовое соединение, нагруженное осевой растягивающей силой.
При проектировании резьбовых соединений рассматриваются следующие случаи нагружения.
Случай 1. Незатянутое резьбовое соединение, нагруженное осевой растягивающей силой.
 |
Стержень болта под действием осевой силы может разрушиться. Опасным является сечение, ослабленное резьбой. Площадь этого сечения оценивают приближенно по внутреннему диаметру резьбы. Условие прочности по напряжениям растяжения в стержне: σ=Fx/(πd12/4)≤[σ] Для проектировочного расчета получим: 
Диаметры резьбы округляют до стандартного значения.
|
|
|
Случай 2. Винт нагружен осевой растягивающей силой и может подтягиваться под нагрузкой.
Вэтом случае стержень болта растягивается осевой силой, возникающей от затяжки болта, и закручивается моментом сил в резьбе. Напряжения растяжения от силы затяжки: sр=4∙F/πd12 .
Напряжения кручения от момента в резьбе: tкр =Tp/Wp=0,5Fзат∙d2∙tg(φ+ρ1)/0,2d13.
Прочность болта определяют по эквивалентному напряжению: 
Вычисления показывают, что для стандартных резьб σэкв=1,3σ. Это позволяетрассчитывать прочность болтов по упрощенной формуле:
σэкв=1,3Fзат/(πd12/4). Тогда для проектировочного расчета 
Расчет на прочность стержня болта (с зазором,и без зазора),нагруженных поперечной силой.
Условием надежности соединения является отсутствие сдвига деталей в стыке. Конструкция может быть выполнена в двух вариантах: болт поставлен с зазором (обычный болт); болт поставлен в отверстие без зазора (призонный болт).
Вариант 1. Болт поставлен с зазором
При этом внешнюю нагрузку уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются от затяжки болта Fr≤Fтр=Fзат∙f
|
|
|
Обычно, во избежание случайного сдвига деталей, вводят коэффициент К запаса сцепления (значение К=1,2…2,0). Тогда требуемая сила затяжки Fзат=k∙Fr/f, гдеf-коэффициент трения в стыке.
Прочность болта оценивают по эквивалентному напряжению:
σ=1,3Fзат∙4/πd12≤[σ]
Для проектировочного расчета: 
Вариант 1. Болт поставлен с зазором
В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта выполняют с допуском, обеспечивающим беззазорную посадку. Такой болт рассчитывают на срез стержня:τср=4Fr/πd02≤[τср];
Поперечная сила Fr вызывает также смятие на поверхностях контакта болтов со стенками отверстий. Закон распределения напряжений смятия по цилиндрической поверхности контакта болта трудно установить точно. Поэтому эпюру действительного распределения напряжений заменяют условной с равномерным распределением напряжений по поверхности контакта. Расчет на смятие призонных болтов ничем не отличается от расчета заклепочных соединений (см.ниже).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 509; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!