2. Расчёт гайки
2.1. Проектный расчёт корпуса гайки
2.1.1. Проектный расчёт диаметра тела гайки на растяжение
Условие прочности на растяжение в сечении а-а
где площадь сечения гайки, имеющего форму кольца с наружным диаметром равным и внутреннем – (наружный диаметр винта).
Допускаемые
напряжения для бронзовой гайки
определяется по условному пределу
текучести при нормативном коэффициенте
запаса прочности
а
для чугунной гайки – по пределу прочности
на растяжение при
.
выбирается
для каждого материала свой (см. таблицу
4), а нормативный коэффициент запаса в
нашем случае
.
Таблица 4
По
заданию выбираем Сталь 5 (
,
тогда следует
Площадь
сечения гайки найдём по формуле, где
;
.
Вычисленная
прочность гайки при растяжении не
превышает допускаемое значение (
).
Проверка гайки по условию прочности на
растяжение выполняется с большим
запасом. Гайка выдержит данное напряжение
и размер гайки подобран правильно.
2.1.2. Проектный расчёт диаметра бурта гайки на смятие
Диаметр бурта гайки определяется из условия прочности на смятие опорной кольцевой поверхности
Площадь
этой поверхности следует определять с
учётом фаски
(
(Берём
фаску равную
Допускаемое напряжение смятие можно принять равными Меньшие значения принимаются для бронзы.
По
найденным размерам получаем
,
поэтому
Отсюда следует
Бурт прошёл проверку на прочность и размеры были подобраны верно.
2.1.3. Проектный расчёт высоты бурта гайки на срез
Высота бурта гайки принимается конструктивно
(в
нашем случае
и проверяется на срез по сечению б-б (см. рисунок 2в).
где площадь среза, равная площади боковой поверхности цилиндра с высотой и диаметром .
Допускаемые напряжения среза для бронзы
и для чугуна
Здесь предел текучести на срез для бронзы а предел прочности на срез для чугуна . Нормативные коэффициенты запасов прочности принимаются примерно такими же, как при расчёте гайки на растяжение ( нормативные коэффициенты прочности).
В
нашем случае берём формулу допускаемого
напряжения для бронзы и берём
,
а нормативный коэффициент запаса примем
равным
Тогда
а допускаемое напряжение среза для чугуна
Площадь среза найдём по формуле
Отсюда следует
Условие
прочности гайки на срез выполняется (
2.2. Проверочный расчёт резьбы на срез
При расчёте резьбы гайки на прочность полагают, что нагрузка между витками гайки с учётом приработки распределяется равномерно. Виток гайки разворачивается по диаметру и рассматривается как консольная балка с заделкой (см. рисунок 3).
Ввиду
малой балки (
расчёт витка на изгиб не производят, а
ограничиваются только расчётом на срез.
Рисунок 3 – Расчётная схема витка резьбы
Условие прочности имеет вид
где
число витков гайки,
толщина
витка резьбы у основания. И Согласно
ГОСТ на трапецеидальную резьбу
а
по ГОСТ на упорную резьбу
В
нашем случае
Отсюда
Расчёты
на срез витка удовлетворяют условию
прочности (
.