5.Розрахункові залежності

При закручуванні гайки різьбового з’єднання зі сторони динамометричного ключа на гайку передається крутний момент Т_зав, той що долає момент тертя в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т (мал.3)

Мал.3

Т_зав= Т_р + Т_т (5.1)

Виникаючі в результаті затягування болта осьові зусилля P_зат і моменти Т_р і Т_т зв’язані співвідношеннями:

(5.2)

(5.3)

де - середній діаметр різьби;

– кут підйому різьби, що визначається із рівності

; (5.4)

р – крок різьби;

f – дійсний коефіцієнт тертя;

ρ^’ – кут тертя в різьбі, який відповідає наведеному коефіцієнту тертя в різьбі f₁=tgρ^’; /5.5/

D₁ – зовнішній діаметр опорної поверхні гайки /рівний розміру під ключ/;

d_отв – внутрішній діаметр опорної поверхні /рівний отвору під болт/;

D_cep – середній діаметр опорної поверхні гайки

D_cep = 0,5(D₁ + d_отв); (5.4)

f_Т – коефіцієнт тертя на торці гайки.

Для різьб з кутом профілю α коефіцієнт тертя f₁ і дійсний коефіцієнт тертя f зв’язані залежністю

(5.7)

а також приближене

(5.7a)

де φ – кут тертя.

Для метричних кріпильних різьб с трикутним профілем α =60° і cosα/2=cos30°=0,87

f=0,87f₁ (5.8)

При визначенні коефіцієнтів тертя f і f_Т по величині крутних моментів в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т із формули /5.2/ отримуємо

(5.9)

а із формули /5.3/

(5.10)

Використовуючи формули /5.5/ і /5.8/ визначають коефіцієнт тертя f.

Допустиме зусилля затягування болта визначають по формулі

(5.11)

- розрахунковий діаметр різьби;

d_p = d – 0,94p (5.12)

- допустиме напруження на розтяг для матеріалу болта;

1,3 - числовий коефіцієнт, враховуючий напруження кручення, яке виникає в витках з попереднім затягуванням.

6.Порядок оформлення протоколу дослідів

6.1.Заповнюються характеристика досліджуваного болта і умови мащення.

6.2.Заповнюються дані про результати дослідів по замірюванні повного крутного моменту Т_зав, і моменту в різьбі після чого виводяться середньоарифметичні дані.

6.3.Будується графік залежності моментів Т_зав і Т_р від сили затягування P_зат.

6.4.Визначаються залежності відношення еквівалентного напруження до напруження розтягу для різної величини зусилля затягування.

6.5.Визначаються відношення зусилля затягування болта P_зат і зусилля, яке прикладається до ключа.

6.6.Визначається дійсний коефіцієнт тертя f і на торці гайки f_Т .

6.7.Зробити висновки щодо виконаної лабораторної роботи.

7 .Протокол лабораторної роботи № 7

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ ТЕРТЯ В РІЗЬБІ ТА ТОРЦІ ГАЙКИ

7.1. МЕТА РОБОТИ: визначити коефіцієнт тертя в різьбі та на торці гайки , вивчити їх залежність від матеріалів деталей різьбового з’єднання ,

термообробки , точності виготовлення різьби та шорсткості поверхні , а також наявності та сорту мастила .

7 .2. Схема установки

1) визначення повного крутного моменту загвинчування на ключі:

Т _загв =Тр+Тт.:

2)визначення моменту на ключі , необхідного для подолання моменту сил тертя в різьбі (Тт.=0)

7.3. характеристика дослідження болта та умови мащення

Таблиця 7.1.

Параметри з’єднання	Позначення	Метод визначення	Розміри
1	2	3	4
1. Зовнішній діаметр різьби болта, мм	d	Виміряти штангенциркулем
2. Середній діаметр різьби болта, мм	d2	По табл. ГОСТа
3. Внутрішній діаметр різьби болта, мм	d1	По табл. ГОСТа
4. Крок різьби, мм	Р	Виміряти різбоміром
5. Кут підйому гвинтової лінії різьби за сер. діаметром, град	β	tgβ=
6. Зовнішній діаметр опорної поверхні гайки, мм (розмір під ключ)	D	Виміряти штангенциркулем
7. Діаметр отвору під болт в опорній втулці, мм	dотв	Виміряти штангенциркулем
8. Розрахунковий діаметр різьби болта, мм	dp	dp= d - 0.94p
9. Допустиме напруження розтягу для матеріалу болта, МПа	[ ]	[ ]=
10. Коефіцієнт запасу міцності при контрольній (неконтрольованій) затяжці	n	-
11. Допустима сила затяжки болта, Н	[ F ]	[ F ]=
12. Сорт мастила та стан поверхні тертя

Примітки :

Границя текучості для сталі Ст3 ГОСТ 535-79 =220 МПа,

запас міцності n = 1, 5 - 2.

7. 4. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДАНІ ТА ПІДРАХУНОК

7.4.1. Результати вимірів повного крутного моменту загвинчування на ключі

Таблиця 7.2.

Сила затяжки	Покази індикатора динамометричної пружини, мм	Покази індикатора на динамометричному ключі, мм			Момент загвинчування на ключі , Тзагв, Нм
		№ досліду		Середнє значення, мм
Fзат=0,25[F]		1
		2
		3
Fзат=0,5[F]		1
		2
		3
Fзат=0,75[F]		1
		2
		3
Fзат=[F]		1
		2
		3

2. .Результати вимірів моменту на ключі, необхідне на подолання моменту сил тертя в різьбі Т_р

Таблиця 7.3.

Сила затяжки	Покази індикатора динамометричної пружини, мм	Покази індикатора на динамометричному ключі, мм			Момент загвинчування на ключі, Тр, Нм
		№ досліду		Середнє значення, мм
Fзат=0,25[F]		1
		2
		3
Fзат=0,5[F]		1
		2
		3
Fзат=0,75[F]		1
		2
		3
Fзат=[F]		1
		2
		3

7.4.3. Залежності моментів Т_загв та Т_р від зусилля затяжки F_зат

Т_загв, Т_р, Нм

90

60

30

0

4 8 12 16 F_зат,кН

7.4.4. Встановлення залежності

Таблиця 7.4.

Fзат, Н	Тзагв , Hм	Тр, Нм	Тт= Тзагв- -Тр, Нм	, МПа	, МПа	, МПа

7.5. Визначення зусилля затяжки болта F_зат до зусилля, що прикладається до ключа Q_кл при нормальній довжині ключа l_кл=14d.

Таблиця 7.5.

Fзат, Н	Qкл=

7.6. Визначення коефіцієнта тертя в різьбі та на торці гайки

7.6.1. Визначення коефіцієнта тертя в різьбі для болта М......

Вихідна формула для розрахунку

Таблиця 7.6.

Залежність	№ досліда				Середнє арифметичне значення
	1	2	3	4

Примітка :

α = 60 , кут профілю метричної різьби

7.6.2. Визначення коефіцієнта тертя на точці гайки (f_r)

Вихідна формула Т_т =

Таблиця 7.7.

Залежність	№ досліда				Середнє арифметичне значення
	1	2	3	4
Dcp=0.5 (D+dотв)

Примітка: D_cp – середній діаметр опори гайки

7.7. Висновок

Виконав студент(ка) 3 курсу ___________групи

______________________________________

Прийняв(ла)______________________________

Дата __________________________________

Лабораторна робота №8

Визначення коефіцієнта тертя стиках напруженого гвинтового з’єднання, працюючого на зсув