- •Конспект лекций по курсу детали машин
- •Глава I сварные соединения
- •Применение различных: видов сварки
- •Типы сварных швов и их расчет
- •1. Стыковой шов
- •2. Швы внахлестку.
- •Расчет швов:
- •3. Угловые и тавровые швы
- •Расчет тавровых швов:
- •Выбор допускаемых напряжений
- •Сравнение крепежных и силовых резьб
- •3. По числу заходов нарезки
- •4. Цилиндрические и конусные резьбы
- •5. Метрические и дюймовые резьбы
- •Элементы крепежных соединений
- •Силовые зависимости в резьбовом соединении
- •А) зависимость между осевой силой и крутящим моментом на оси винта иди гайки при завинчивании
- •Б) определение кпд резьбы
- •Расчет ненапряженных болтов (винтов)
- •2. Расчет напряженных болтов при нагрузке центральной осевой силой
- •3.Расчет болтов при нагрузке поперечной сдвигающей силой
- •Вариант б - призонные (плотные) болты или штифты, втулки, шпонки (б), (в)
- •4А. Расчет болтов крепления крышек резервуаров с внутренним давлением
- •4Б. Расчет болтовых соединений при действии отрывающего момента в плоскости перпендикулярной стыку
- •5. Расчет болтов при внецентренно приложенной силе
- •Резьбовые соединения, работающие при циклических нагрузках
- •Допускаемые напряжения в болтах и винтах
- •Передача "винт-гайка"
- •Шпоночные соединения
- •Расчет ненапряженных шпоночных соединений
- •Шлицевые соединения
- •Расчет шлицевых соединений
- •Червячные передачи
- •Цепные передачи
- •Ременные передачи
- •Фрикционные передачи
- •Глава IV зубчатые передачи
- •Основные определения из теории зацепления шестерен
- •Конструктивные типы шестерен
- •Материал и термообработка шестерен
- •Расчетные геометрические зависимости
- •Силы, действующие в зацеплении шестерен
- •Дефекты шестерен
- •Расчет зубьев цилиндрических прямозубых шестерен
- •Расчет на контактную прочность поверхности зубьев
- •Определение допускаемых контактных напряжений
- •2. Расчет на усталостный изгиб зубьев
- •Определение допускаемых напряжений изгиба
- •Особенности расчета косозубых цилиндрических шестерен
- •Особенности расчета конических прямозубых шестерен
- •Коррекция зубьев шестерен
- •Кпд зубчатых передач
- •Глава V червячные передачи
- •Геометрическая форма червяков
- •Расчетные геометрические зависимости
- •Кпд червячной передачи
- •Силы, действующие в зацеплении червячной передачи
- •Глава VI
- •Расчет валов на прочность
- •Предварительный расчет валов
- •Уточненный расчет валов
- •Определение допускаемых напряжений изгиба в валах
- •Расчет валов на жесткость
- •Глава VII подшипники
- •Основы гидродинамической теории смазки
- •Подшипники скольжения Расчет подшипников на основе гидродинамической теории трения
- •Смазочные материалы
- •Антифрикционные материалы
- •Конструктивные типы подшипников скольжения
- •Условный расчет подшипников скольжения
- •Подшипники качения
- •Обозначения
- •Глава VIII ременные передачи
- •Конструктивные типы ремней
- •Сравнение плоских и клиновых ремней по тяговой способности
- •Устройства для натяжения ремня
- •Расчетные геометрические зависимости в ременной передаче
- •Упругое скольжение ремня
- •Силы, действующие в ременной передаче
- •Коэффициент тяги и кривые скольжения ремня
- •Напряжения в ремне и их круговая эпюра
- •Расчет ременных передач до тяговой способности
- •Глава IX фрикционные передачи
- •Геометрическое скольжение
- •Силы, действующие в цепной передаче
- •4. Центробежные.
- •5. Обгонные (автологи).
- •Расчет дисковой фрикционной муфты
- •Расчет конусной фрикционной муфты
4А. Расчет болтов крепления крышек резервуаров с внутренним давлением
Рис. 21
В этом случае (рис.21) болты должны быть затянуты так, чтобы не только преодолеть нагрузку от сил внутреннего давления, но также дополнительно сжать прокладку для обеспечения герметичности стыка. Усилие затяжки:
Pзат = Р + Рпр
Pзат =
Здесь: - внутреннее давление в резервуаре;
К - коэффициент, учитывающий сжатие прокладки;
К = 2 - 3,5.
Число болтов Z необходимо проверить по условию их размещения на среднем диаметре стыка Dс. Шаг размещения болтов
t =
должен быть таким, чтобы между болтами оставалось достаточно Места для ключа, завертывающего гайку или болт.
4Б. Расчет болтовых соединений при действии отрывающего момента в плоскости перпендикулярной стыку
Нагрузка Р разлагается по осям и дает следующие составляющие:
1) нормальная сила
N = P sin
2) касательная сила
Q = P cos
3) отрывающий момент
M = Qh = Ph cos
Из условия плотности (нераскрытия) стыка:
N = - нормальные растягивающие напряжения в стыке;
U = - изгибающие напряжения в стыке;
зат = - напряжения затяжки в стыке, которые должны перекрыть действие N и U.
min = зат - u + N []0
max = зат - u + N []cм
[]0 - наименьшее допускаемое давление смятия в стыке (по таблицам);
[]cм - наибольшее допускаемое давление смятия в стыке.
Определяем напряжение затяжки и усилие затяжки болтов Рзат:
зат = []0 + u + N = []0 +
Рзат = затАВ
Полагая, для упрощения расчетов, фланцы достаточно жесткими, а болты - податливыми, определяем напряжения в болтах по усилию их затяжки:
= []
Рис. 22
Проверяем стык на сдвиг касательной силой
Q < F = Pзат f
где F- сила трения в стыке; f - коэффициент трения в стыке.
5. Расчет болтов при внецентренно приложенной силе
В этом случае (например, рис.23) загрузка приводится к отрывающей силе P и изгибающему моменту M = Pl. Полное нормальное напряжение равно сумме напряжений от этих нагрузок:
= p + м = []
Следует учесть, что напряжения изгиба могут в несколько раз превышать напряжения разрыва и представлять большую опасность для соединения.
Рис.23
Резьбовые соединения, работающие при циклических нагрузках
При циклических нагрузках (чаще всего пульсирующего цикла) большую опасность представляют усталостные явления, которые могут служить причиной аварийных разрушений. Усталостные разрушения начинаются с образования микротрещин, которые возникают в местах наибольшей концентрации напряжений, поэтому в конструкции болтов и винтов большое внимание должно быть уделено целесообразной геометрической их форме. Для оценки концентрации напряжений пользуются гидравлической аналогией, которая выражается так: если контур детали представить как трубу, в которой движется жидкость, то там, где поток турбулентный (вихревой), должны возникнуть местные напряжения, величина которых пропорциональна интенсивности вихрей.
Местные напряжения возникают:
- в местах резкого перехода сечений,
- в канавках с острыми углами,
- при малых радиусах округлений,
- в переходах от стержня к резьбе,
- в переходах к зоне закалки ТВЧ,
- при некруглых отверстиях.
С этой точки зрения на рис.24 показаны примеры нерациональной (а) и рациональной (в) конструкций болтов.
Рис. 24
Для смягчения ударов нагрузки болты должны быть достаточно длинными.