КУРСОВИК ДМ-02.10-00.15.01
.pdf
Mx = Ry · h1 - T1 - T3 + Rx · h2 = 186,29 |
Н · м |
|
|
||||
My = Rx · h3 |
= 727,01 Н · м |
|
|
|
|||
Mz = Ry · h3 = |
350,09 |
Н · м |
|
|
|
||
|
|
Таблица 38 - Внешние нагрузки действующие в болтовом соединении |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Fx, Н |
|
Fy, Н |
|
Fz, Н |
Мx, Н · м |
Мy, Н · м |
Tz, Н · м |
0 |
|
2000,51 |
|
4154,33 |
186,29 |
727,01 |
350,09 |
Fy и Tz действуют в плоскости стыка
Fz, Mx и My действуют перпендикулярно плоскости стыка
Соединение только под действием сдвигающей нагрузки:
Нагрузка, приходящаяся на один болт от силы Fy, определяется исходя из рисунка 13 по формуле:
|
|
Ft |
2 |
Ffy |
1 |
Ffy
Ft |
|
|
|
|
Fсдв |
|
|
y |
|
Fy |
|
|
|
|
|
|
|
|
Fсдв |
|
|
Tz |
Ft |
3 |
|
Ffy |
4 |
|
|
|
Ffy |
|
Ft |
x |
|
|
Fсдв |
|
|
|
|
|
Рисунок 13 – Схема нагрузки приходящая на один болт от силы Fy |
|
|
FFy = Fy/z , |
Н |
( 84 ) |
Нагрузка на один болт от момента Т определяется по формуле:
F |
= 103 · T |
· ρ |
max |
/(∑ ρ 2), |
Н |
( 85 ) |
T max |
z |
|
i |
|
|
где ρ – расстояние от центра отверстий до центра фигуры, определяется по формуле;
ρ |
1 |
= ρ |
2 |
= ρ |
3 |
= ρ |
4 |
= √ x |
|
2 + y 2 |
, |
мм |
( 86 ) |
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|||||
Наибольшая суммарная сдвигающая сила определяется по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
= √F 2 |
+ F |
2 |
+ 2 · F |
T |
· F |
Fy |
· cosγ , |
|
Н |
|
( 87 ) |
|
сдв |
|
T |
|
Fy |
|
|
|
|
|
|
|
||
где cosγ = х1/ ρ1 |
|
|
|
|
cosγ = |
112,5 |
191,52 = |
0,5874 |
|||||
Условием надежности стыка от сдвига является сила трения Ff ≥ Fсдв.
Требуемая сила затяжки болтов для предотвращения сдвига определяется по формуле:
Fзат1 = k/i · Fсдв/f ± Fz/z, |
Н |
( 88 ) |
где k – коэффициент запаса сцепления, k = 1,5; i – число стыков, i = 1;
f – коэффициент трения, f = 0,15;
Все полученные результаты записываем в таблицу 39.
Таблица 39 - Силы в соединении под действием сдвигающих нагрузок
FFy, H |
FTmax, H |
ρ, мм |
Fсдв, Н |
Fзат1, Н |
500,13 |
456,98 |
191,52 |
852,91 |
9567,67 |
Соединение только под действием отрывающей нагрузки:
Нагрузка, приходящаяся на один болт от силы Fz, определяется исходя из рисунка 14 по формуле:
|
|
|
z |
|
|
z |
Fmx |
Ffz |
Mx |
1, 4 |
Fmy Ffz |
My |
3, 4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
Fz |
|
|
Fz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
x |
|
|
|
|
|
|
2, 3 |
|
|
Fmx |
1, 2 |
|
Fmy |
|
|
|
Ffz |
|
|
Ffz |
|
Рисунок 14 – Схема нагрузки, под действием отрывающих сил |
|
FFz = Fz/z , |
Н |
( 89 ) |
Из рисунка 14 видно, что наиболее нагруженный болт 2.
Нагрузка на один болт от момента М определяется по формуле:
F |
= 103 · M · l /[2 · m · n · ∑li2 |
], |
Н |
( 90 ) |
M max |
max |
|
|
|
где m – число болтов в одном поперечном ряду;
li – расстояние до осей болтов с одной стороны от центральной оси стыка; n – число поперечных рядов с одной стороны от оси симметрии;
Внешняя прижимающая нагрузка в зоне 2-го болта определяется по формуле:
F = FFz + FMx + FMy , |
Н |
( |
91 ) |
Внешняя прижимающая нагрузка в зоне 4-го болта определяется по формуле: |
|
|
|
F = - FFz + FMx + FMy , |
Н |
( |
92 ) |
Все полученные результаты записываем в таблицу 40.
Таблица 40 - Силы в соединении под действием отрывающей нагрузки
FFz, H |
FMx, H |
FMy, H |
F2, Н |
F4, Н |
1038,58 |
150,23 |
807,79 |
1996,60 |
-80,56 |
Потребляемая сила затяжки болтов из условия нераскрытия стыка определяется по формуле:
F |
= k/z · (1 – χ) · [F + 103 |
· A |
ст |
· (M /W |
+ M /W |
)], |
Н |
( 93 ) |
зат.2 |
z |
|
x ст. х |
y |
ст. y |
|
|
где k – коэффициент надежности по не раскрытию стыка, k = 2; χ – коэффициент внешней нагрузки, χ = 0,25;
Aст – площадь стыка;
Aст = 4 · H · а , |
мм |
( 94 ) |
Wст. х , Wст. y – момент сопротивления стыка изгибу, определяется по формуле:
Wст. х = Jст. х /хmax , мм³ |
Wст. y = Jст. y /ymax , |
мм³ |
( 95 ) |
Jст. х , Jст. y - полярный момент сопротивления, определяется по формуле:
Jст. х = a · H3/12 , |
мм4 |
|
|
( |
96 |
) |
||
Jст. y = a3 · H/12, |
мм4 |
|
|
( |
97 |
) |
||
|
|
|
|
Таблица 41 - Сила затяжки болтов |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Jст.x ·10³, мм4 |
Jст.y ·10³, мм4 |
Wст.x, мм3 |
Wст.y, мм3 |
Аст, мм2 |
Fзат.2, Н |
|||
520,83 |
520,83 |
|
4629,63 |
3360,22 |
10000,00 |
1890,08 |
||
Расчетная нагрузка на болт:
Расчетная нагрузка на болт определяется по формуле: |
|
|||
Fб = 1,3 · Fзат + χ · F, |
Н |
|
( 98 ) |
|
где Fзат = max { Fзат 1, Fзат 2}. |
|
|
|
|
Fб = 1,3 · |
9567,67 |
+ 0,25 · |
1996,60 |
= 12937,119 Н |
Внутренний диаметр резьбы болта:
Внутренний диаметр резьбы болта определяется по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
d |
' = √4/π · F /[ζ |
] , |
мм |
( |
99 ) |
|
1 |
|
б р |
|
|
|
|
где [ζр] = ζт/[S] – допускаемое напряжение на разрыв; |
|
|
||||
|
ζт – предел текучести, предположим класс прочности 10.8 тогда |
ζт = 800 МПа; |
||||
|
[S] – коэффициент безопасности, определяется по формуле: |
|
|
|||
[S] = (2200 · k)/[900 – (70000 – Fб)2 · 10-7], |
( |
100 ) |
||||
[S] = (2200 · 2)/[900 – (70000 – 12937,119)2 · 10-7] = 5,7453 |
|
|
||||
следовательно d1' = 10,879 мм, что принимаем М12.
Возможность затяжек гаек гаечным ключом:
Возможность затяжек гаек гаечным ключом определяется по формуле:
F ' = F |
зат |
/70 < [200…250], |
Н |
( 101 ) |
p |
|
|
|
|
подставляя значения получаем |
F ' = 136,68 Н |
|||
|
|
|
|
p |
Следовательно возможна затяжка болтов гаечным ключем.
ЛИТЕРАТУРА
1- Энергетический и кинематический расчеты приводов: Метод. указания по дисциплине "Детали машин" для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения, - 4-е изд., перераб./НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов. - Н.Новгород, 1999. - 27 с.
2- Зубчатые и червячные передачи. Ч1: Пректировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. Всех форм обучения.-4-е изд., перераб./НГТУ; Сост. А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков - Н.Новгород, 2000. - 31 с.
3- Курсовое проектирование деталей машин/ С.А. Чернавский, К.Н. Быков, И.М. Чернин, Г.М. Ицкович, В.Н. Козинцов. М., 1988.
4- Курсовое проектирование деталей машин/В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державин, И.И. Арефьев и др.; Под общ. ред. В.Н. Кудрявцева: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей. - Л.: Машиностроение, Ленингр.
отд-ние, 1983. - 400 с.
5- Шейблинт А.Е. ―Курсовое проектирование деталей машин‖: Учеб. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Калининград: Янтар. сказ., 2003. – 454 с.
6- Зубчатые и червячные передачи. Ч. 2: Проверочный расчет. Силы в зацеплениях: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения.2-е изд., перераб. и доп./НГТУ Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков. - Н. Новгород, 2001. - 24 с.
7- Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов/ П.Ф. Дунаев, о.П. Леликов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 496 с.
8- Расчет цепных передач: Метод. указания к курсовому проекту по дисциплине «Детали машин» для студентов машиностроительных спец./ НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, В.В. Андреев.– Н. Новгород, 1999. – 23 с.