
- •Введение
- •Имени к.Э.Циолковского кафедра «детали машин и теория механизмов и машин»
- •Раздел 1. Методические указания по выполнению работы
- •1.1. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •1.2. Материалы передачи винт-гайка
- •1.3. Определение допускаемых напряжений
- •Значения коэффициента s2
- •Коэффициент к2 для метрической резьбы
- •Коэффициент м3
- •Раздел 2. Расчеты на прочность деталей винтовых механизмов и соединений
- •2.1. Силовой винт
- •Коэффициент
- •2.2. Определение размеров гайки
- •2.3. Цапфы, обоймы гайки
- •2.4. Стопорный винт
- •2.5. Рукоятка
- •2.6. Сварные соединения угловыми швами
- •Значения коэффициента u.
- •2.7. Резьбовые соединения
- •Значения коэффициента Кт для соединений, выполненных из углеродистых сталей
- •Значения коэффициента
- •Раздел 3. Содержание заданий и последовательность выполнения расчетов
- •3.1. Задание №1. Расчет винтового гибочного пресса
- •Последовательность расчета
- •3.1.1. Определяется нагрузка q, которую должен создавать пресс.
- •3.1.2. Расчет силового винта
- •3.1.7. Выбор стопорного винта и проверка его на прочность
- •3.1.8. Определение кпд механизма
- •3.1.9. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •3.2. Задание №2. Расчет винтового рычажного пресса
- •3.2.1. Определение осевой нагрузки на силовой винт.
- •3.4.1. Расчет силового винта
- •3.4.2. Определение размеров гайки
- •Данные для выполнения задания №5.
- •3.4.3. Проверка силового винта на устойчивость
- •3.4.4. Определение к. П. Д. Передачи винт-гайка
- •3.4.5. Определение размеров головки и чашки домкрата
- •3.4.6. Определение диаметра и длины рукоятки
- •3.4.7. Проектный расчет сварного шва
- •3.4.8. Определение размеров основания домкрата
- •3.5.1. Определение нагрузки на силовой винт
- •3.5.2. Расчет силового винта
- •Данные для выполнения задания №6.
- •3.5.8. Определение длины и ширины корпуса механизма
- •3.5.9. Определение к.П.Д. Механизма
- •3.5.10. Построение эпюр продольной силы и крутящих моментов
- •3.6. Задание №7. Расчет винтового съемника для демонтажа подшипников качения
- •3.6.6. Определение диаметра траверсы.
- •Параметры трапецеидальной резьбы со средним шагом (по госТу 9484-73)
- •Параметры трапецеидальной резьбы со средним шагом (по госТу 1777-52)
- •Параметры «стандартной» квадратной резьбы
- •Параметры метрической резьбы с крупным шагом (по ст сэв 812-75)
- •Номинальные линейные размеры по гост 6636-69 (размеры в мм)
- •Литература
- •Оглавление
- •Раздел 1. Методические указания по выполнению работы 4
- •Раздел 2. Расчеты на прочность деталей винтовых механизмов и соединений 10
- •Раздел 3. Содержание заданий и последовательность выполнения расчетов 24
Значения коэффициента u.
Таблица 6.
b/h |
0,25 |
0,50 |
0,75 |
1,00 |
1,25 |
1,50 |
U |
3,82 |
2,57 |
1,92 |
1,55 |
1,29 |
1,11 |
С учетом изложенного выше, условие прочности сварного соединения втавр
Отсюда
получаем
формулу для определения расчетной
площади вертикальных швов
-
(53)
Зная расчетную площадь вертикальных швов А, нетрудно определить катет швов К
-
(54)
Размер К округляется по ГОСТ 6636-69.
При выполнении проектного расчета сварного соединения втавр момент сопротивления при изгибе W был определен приближенно. Поэтому для страховки целесообразно сделать проверочный расчет соединения. Условие прочности
-
(55)
При выполнении проверочного расчета момент W следует определить точно
-
(56)
Если результат проверки отрицательный (случай весьма редкий), то нужно увеличить катет швов, приняв следующий большой размер К по ГОСТ 6636-69 и вновь выполнить проверочный расчет.
Примечание. Если при проверке соединения на прочность с>[]’cp, но с отличается от []’cp менее, чем на 5%, то катет швов увеличивать не следует, т.к. перегрузкой в 5% можно пренебречь.
2.7. Резьбовые соединения
Прочность болта или шпильки при постоянной рабочей нагрузке обеспечена, если выполняется условие
где пр – приведенное напряжение в болте (шпильке);
Qp – расчетная нагрузка на болт (шпильку);
d1 – внутренний диаметр резьбы;
[]p – допускаемое напряжение на растяжение.
Допускаемое напряжение на растяжение для резьбовых соединений назначается в зависимости от предела текучести материала болта или шпильки
где n – допускаемое значение коэффициента запаса прочности (допускаемый запас прочности) по пластическим деформациям.
Отсюда условие прочности болта (шпильки)
-
(57)
Для соединения с неконтролируемой затяжкой болтов (шпилек), выполненных из углеродистой стали (такие соединения рассматриваются в заданиях третьем и шестом), значения допускаемого запаса прочности n рекомендуется вычислять по следующим формулам:
-
при d = 6…16
(58)
при d = 16…30
(59)
при d = 30…60
(60)
Здесь d – наружный диаметр резьбы в мм.
Проектный расчет резьбового соединения заключается в определении внутреннего диаметра резьбы. Остальные параметры резьбы определяются по ГОСТу.
Согласно уравнению (57)
-
(61)
При проектном расчете соединения с неконтролируемой затяжкой болтов использовать формулу (61) нельзя, т.к. допускаемый запас прочности зависит от наружного диаметра резьбы d, который при проектном расчете неизвестен. Поэтому рекомендуемая последовательность расчета приведена ниже.
1. Внутренний диаметр резьбы d1 определяется приближенно
-
(62)
Значения коэффициента Кт принимаются по данным таблицы 7.
Полученный расчетом диаметр d1 округляется до большего стандартного значения по СТ СЭВ 182-75, по СТ СЭВ принимается соответствующий наружный диаметр резьбы d.
2. Выполняется проверочный расчет болта или шпильки, размеры которых уже определены.
Если пр т / n, то расчет окончен и первоначально принятые размеры резьбы остаются без изменений.
При отрицательном результате (пр > т / n) следует увеличить диаметр болта – принять болт (шпильку) со следующим большим стандартным диаметром (например, вместо болта М12 принять болт М14).