Распределение нагрузки по виткам резьбы гайки.

Неравномерное распределение нагрузки. Причина:

1. Неблагоприятное сочетание деформации стержня болта и гайки (болт растягивается, гайка сжимается)

2. Погрешности в изготовлении резьбы.

При расчетах полагают, что все витки нагружены одинаково:

Погрешности при этом учитываются введением поправочных коэфф. С целью исключения неравномерности нагрузки применят спец. конструкции гаек. Или с целью разгрузки нижних витков резьбы:

- Висячая гайка

- Гайка с кольцевой выточкой

- Оперативное вмешательство

Срезание нижних витков.

Расчет резьбы на прочность.

Критерием работоспособности крепежных резьб

явл. прочность по напряжениям среза. Ходовых – прочность и износостойкость по напряжениям смятия.

Глубина завинчивания стержня витка в деталь зависит от материала детали.

М10 – на 10 мм в сталь >=1*dвинта

М10 – на 15 мм в чугун >=1.5*dвинта.

К1 – коэфф. учитывающий полноту резьбы.

К2 – коэфф. учитывающий неравномерность распределения нагрузки.

h – высота гайки.

Материал винтов и т.д. – сталь (в ответственных случаях легированная).

Болты –винты с гайками, винты, шпильки с гайками.

При болтовом не нужно нарезать резьбу в соединяемых деталях. Недостатки – обе соед. детали должны иметь места для расположения гайки или головки винта, при завинчивании и отвинчивании гайки необходимо удерживать головку винта от проворачивания, по сравнению с винтовым болтовое увеличивает массу изделия и больше искажает его внешние очертания.

Винты и шпильки применяют в тех случаях, когда постановка болта невозможна или нерациональна (нет места для гайки, нет к ней доступа, нужно глубокое сверление и т.д.).

Если деталь часто снимают и ставят назад, то применяют болты и шпильки, т.к. винты могут повредить резьбу при многократном завинчивании.

Подкладная шайба для уменьшения смятия детали гайкой, перекрытия большого отверстия, предохранение от царапин при закручивании.

Расчет стержня болта на прочность.

1. Нужно определить нагрузку на один болт и рассчитывать наиболее нагруженный.

2. Нужно учитывать установку болтов в соединении.

3. Учитывать внешнее действие нагрузки.

Расчет незатянутого болта.

Стержень растягивается.

- проверочный расчет.

. - проектный.

по ГОСТ d болта.

Расчет затянутого болта.

Для упрощения: для стандартных метрических резьб ………. -> расчет как на простое растяжение =>………………

1,3 – учитывает также касательные напряжения на стержне болта от закручивания гайки.

Расчет болтов при действии поперечной нагрузки (сдвигающей силы).

Здесь болты м.б. поставлены с зазором и без него (по посадке).

1. С зазором.

К- коэфф. запаса, зависит от характера нагрузок:

статические К=1,3..1,5

переменные К=1,8..2

.

2. Без зазора

…….. - минимальная толщина из соединяемых деталей.

При проектном расчете определяется dболта, берется кот. больше – получится из двух ф-л (в большую сторону).

Шпоночные соединения.

Шпонки нужны для закрепления деталей на валах и осях. Две группы:

1. Шпонки образующие напряженное соединение – клиновые и фрикционные.

2. Шпонки образующие не напряженное соединение – призматические, сегментные, цилиндрические.

Шпонки стандартные, выбор по dвала.

Соединение клиновой шпонкой:

1- вал

2- ступица детали

3 – шпонка

Фиксирует деталь и в радиальном, и в осевом направлении.

Недостатки: сложность изготовления и смещение – получаемое при установке клиновой шпонки, также из-за этого возможен перекос детали на ….

Разновидностью клиновой явл. фрикционная шпонка, устанавливаемая на поверхности вала.

Соединение призматической шпонкой.

При передаче Т рабочими гранями шпонки явл. узкие боковые грани и появляется …….

В соответствии с ГОСТом мы выбираем b,h и l и выполняем расчет по ……

Материал – спец. чистотянутая шпоночная сталь с пределом прочности …

Закрепляет только в радиальном направлении, м.б. использованы в качестве направляющих шпонок (есть длинные – в пазу вала, и короткие шпонки – в пазу ступицы).

Соединение сегментной шпонкой.

Соединение цилиндрической шпонкой.

Если в результате расчета окажется, что одной шпонки для передачи момента недостаточно, то можно установить 2 шпонки – под 180, или 3 – под 120.

Шлицевые соединения (зубчатые).

По форме шлицев:

- с треугольным

- с прямоугольным

- с эвольвентным

Центрирование – по внутреннему и наружному d, и по боковым граням.

4-6-10 - число шлицев.

Значительно выше нагрузочная способность, чем у шпонок.

Также есть профильное соединение вала и ступицы (вал – треуг., квадратный и т.д.).