2.3. Расчет на прочность сварных соединений

Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность. Расчет на прочность основан на допущении, что напряжения в шве распределены равномерно как по длине, так и по сечению.

Стыковые соединения. Расчет швов (рис. 2.5) производят на растяжение или сжатие по сечению соединяемых деталей без учета возвышения шва.

Условие прочности шва на растяжение

где F — растягивающая сила; δ — толщина шва (принимают равной толщине детали); l_ш — длина шва; σ_р и [σ]′_p — расчетное и допускаемое напряжения растяжения для шва (табл. 2.1).

Нахлесточные соединения угловыми швами. Угловые швы рассчитывают на срез по опасному сечению 1–1 (см. рис. 2.3, а), совпадающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная высота h опасного сечения шва: h = 0,7k для ручной сварки; h = k для автоматической.

У словие прочности шва на срез

где τ_ср и [τ]′_ср — расчетное и допускаемое напряжения среза для шва (см. табл. 2.1); l_ш — расчетная длина шва. В соединении лобовыми швами l_ш=2l_фл (см. рис. 2.2, а), фланговыми швами l_ш=2l_фл (см. рис. 2.2, б). В комбинированном сварном шве (см. рис. 2.2, в) l_ш равна сумме длин лобовых и фланговых швов.

Глава 3. Резьбовые соединения

3 .1. Общие сведения

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их образуют болты, винты, гайки и другие детали, снабженные резьбой.

Классификация резьб. В зависимости от формы поверхности, на которой образуется резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (рис. 3.1).

В зависимости от формы профиля различают следующие основные типы резьб: треугольные (рис. 3.2, а), упорные (рис. 3.2, б), трапецеидальные (рис. 3.2, в), прямоугольные (рис. 3.2, г) и круглые (рис. 3.2, д).

В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают правые и левые. У правой резьбы винтовая линия поднимается слева направо, у левой — справа налево. Левая резьба имеет ограниченное применение. В зависимости от числа заходов резьбы делят на однозаходные и многозаходные. Многозаходные резьбы получают при перемещении профилей по нескольким винтовым линиям. Заходность резьбы можно определить с торца винта по числу сбегающих витков.

В зависимости от назначения резьбы делят на крепежные, крепежно-уплотняющие и для преобразования движения.

Крепежные резьбы применяют в соединениях для скрепления деталей. Они имеют треугольный профиль, отличающийся повышенным моментом сопротивления отвинчиванию и высокой прочностью.

Крепежно-уплотняющие резьбы применяют для скрепления деталей в соединениях, требующих герметичности. Их также выполняют треугольного профиля, но без зазоров в сопряжении болта и гайки.

Как правило, все крепежные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу.

Резьбы для преобразования движения (вращательного в поступательное или наоборот) применяют в винтовых механизмах (в ходовых и грузовых винтах). Они имеют трапецеидальный (реже прямоугольный) профиль, который характеризуется малым моментом сопротивления вращению.

Достоинства резьбовых соединений.

1. Простота конструкции.

2. Удобство сборки, разборки, возможность применения

для регулировки взаимного положения деталей.

3. Высокая нагрузочная способность.

4. Малая стоимость.

Недостатком резьбовых соединений является высокая концентрация напряжений вследствие наличия резьбы на поверхности деталей, что снижает их прочность при переменных напряжениях.