Детали приборов (стр. 2 из 10)
с-жесткость
λвинта=1/свинта=l/ESв
λст=4Н/π[(a+0.5H)2-d2]Ecт
а-диаметр головки винта
d- диаметр отверстия под винт
II. Условия предотвращения сдвига
Рˊзат >= Kзат FΣ /f
f- коэффициент трения
1) Определяются силы
2) Определяются усилия затяжки ( Рзат max )
3) Определ. Напряжения в винтах
σ = 4Рзат Σ /
– для всех винтов(Площадь винта
) =< [σ]Выбор кол-ва винтов производится по справочнику.
4) Определяются коэффициенты запаса
Kзап =[σ] /σ действ
Если Kзап >1 ,то все впорядке.
4. Расчет болтовых соединений на разрыв и на срез
при расчете резьбы условно считают, что все витки нагружены одинаково
разрыв винта
σрв≤[σ]
σ=4N/πd2≤[σ]
N — осевая сила;
πd2/4 -площадь;
срез
τср ≤[τ]
τср =N/(πd3/4p)≤[τ]
деформация Δ=Pl/SE
5. Стандартизация крепежных резьб. Условие самоторможения. Условия прочности винта
Кpепежные pезьбы служат для получения pазъемных соед-ий деталей. Кpепежная pезьба, как пpавило, имеет тpеуг-ый пpофиль, однозаходная, с небольшим углом подъема винтовой линии.
цилиндpические pезьбы: метpическая , дюймовая , тpубная цилиндpическая ,тpапецеидальная и упоpная ;
конические pезьбы: метрическая коническая , дюймовая коническая,тpубная
КРЕПЕЖНЫЕ РЕЗЬБЫ
МЕТРИЧЕСКАЯ РЕЗЬБА
Исходный пpофиль pезьбы - тpеугольный, с углом между боковыми стоpонами 60 гpадусов.
Метpическая pезьба подpазделяется на pезьбу с кpупным шагом и pезьбу с мелкими шагами пpи одинаковом наpужном диаметpе pезьбы.
ДЮЙМОВАЯ РЕЗЬБА
Исходный пpофиль pезьбы - тpеугольный, с углом пpи веpшине 55 гpадусов.
Дюймовая pезьба пpименяется лишь пpи изготовлении деталей с дюймовой pезьбой взамен изношенных и не должна пpименяться пpи пpоектиpовании новых изделий.
РЕЗЬБА ТРУБHАЯ ЦИЛИHДРИЧЕСКАЯ
Исходный пpофиль pезьбы - тpеугольный, с углом пpи веpшине 55 гpадусов. Веpшины выступов и впадин закpуглены. Закpугленный пpофиль обеспечивает большую геpметичность соединения. Тpубная pезьба имеет более мелкий шаг, чем дюймовая, т.е. число ниток на 1" у тpубной pезьбы больше, чем у дюймовой пpи pавных диаметpах. Тpубная pезьба пpименяется для соединения тpуб и дpугих деталей аpматуpы тpубопpоводов .
Угол подъема винтовой линии резьбы (ϕ = 1,5 … 2,5°) меньше угла трения в резьбовом соединении (ρ ≈ 3°). Этим обеспечиваются условия самоторможения и предохранения от самоотвинчивания. Однако при вибрации, тряске, динамических и транспортных воздействиях наблюдаются ослабления резьбовых соединений, поэтому предусматривают их стопорение.
Создание дополнительного трения:
1) изменение формы головки
2) контгайка
3)упругая шайба
4)наполнитель
Прочность винта
III. Условия не размыкания стыка
σ ст> 0
Y- момент инерции стыка
ymax –расстояние до крайней точки стыка
NΣ=(N+M*(Fст/ Y)* ymax )
Рзатяжки >= Kзат (1-Х)*NΣ
Kзат- коэффицие затяжки
Х-коэф распределения нагрузки в стыке
Х=λв/ λв+ λст
λ- поддатливость
с-жесткость
λвинта=1/свинта=l/ESв
λст=4Н/π[(a+0.5H)2-d2]Ecт
а-диаметр головки винта
d- диаметр отверстия под винт
IV. Условия предотвращения сдвига
Рˊзат >= Kзат FΣ /f
f- коэффициент трения
5) Определяются силы
6) Определяются усилия затяжки ( Рзат max )
7) Определ. Напряжения в винтах
σ = 4Рзат Σ /
– для всех винтов(Площадь винта
) =< [σ]Выбор кол-ва винтов производится по справочнику.
8) Определяются коэффициенты запаса
Kзап =[σ] /σ действ
Если Kзап >1 ,то все впорядке.
6. Заклепочные соединения. Расчет прочности соединений
Образуются с помощью специальных деталей – заклёпок. Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной головкой (закладной) вставляется в совместно просверленные детали, а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую). При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.
Достоинства заклёпочного соединения:
+ соединяют не свариваемые детали (Al);
+ не дают температурных деформаций;
+ детали при разборке не разрушаются.
Недостатки заклёпочного соединения:
` детали ослаблены отверстиями;
` высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;
` повышенный расход материала.
Заклёпки изготавливают из сравнительно мягких материалов: Ст2, Ст3, Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.
Заклёпки испытывают сдвиг (срез) и смятие боковых поверхностей. По этим двум критериям рассчитывается диаметр назначаемой заклёпки. При этом расчёт на срез – проектировочный, а расчёт на смятие – проверочный.
Здесь и далее имеем в виду силу, приходящуюся на одну заклёпку.
Pi=[τ]πd3/4
При одной плоскости среза диаметр заклёпки:
При двух плоскостях среза (накладки с двух сторон):
Напряжения смятия на боковых поверхностях заклёпки sсм = P/Sd ≤ [s]см,
где S – толщина наименьшей из соединяемых деталей. При проектировании заклёпочных швов как, например, в цистернах, необходимо следить, чтобы равнодействующая нагрузок приходилась на центр тяжести шва.
Следует симметрично располагать плоскости среза относительно линии действия сил, чтобы избежать отрыва головок.
Кроме того, необходимо проверять прочность деталей в сечении, ослабленном отверстиями.
7.Шпоночные соединения. Срез шпонки. Смятие шпонки
Шпоночное соединение предназначено для передачи крутящего момента без предъявления особых требований к точности центрирования деталей.
По форме шпонки делятся на: призматические, сегментные, клиновые, тангенциальные. При использовании призматических шпонок получают как подвижные, так и неподвижные соединения; соединения сегментной и клиновой шпонками служат для образования только неподвижных соединений.
Призматические шпонки
Основными размерами призматической шпонки являются ширина b, высота h и длина шпонки l Размеры ширины и высоты шпонки, а также глубина паза вала t1 и глубина паза втулки t2 зависят от диаметра вала d.
Стандарт устанавливает следующие поля допусков размеров призматических шпонок и шпоночных пазов:
· ширина b – h9;
· высота h – h9, если h > 6 – h11;
· длина l – h14;
· длина паза вала L – H15;
· глубина паза вала t1 и глубина паза втулки t2 – ЕI = 0; ES = +0,1…+0,3 мм.
Призматические шпонки бывают трех исполнений:
Основным посадочным размером шпоночного соединения является ширина шпонки. По этому размеру установлены следующие типы шпоночных соединений: свободное, нормальное и плотное.
| Типшпоночного соединения | Поле допускаширины паза вала | Поле допускаширины паза втулки |
| Свободное | Н9 | D10 |
| Нормальное | N9 | Js9 |
| Плотное | Р9 | Р9 |
Условное обозначение призматической шпонки включает:
· слово «Шпонка»;
· обозначение исполнения (исполнение 1 не указывается);
· размеры b ×h ×l;
· обозначение стандарта.
Пример - Шпонка 2 – 4 ×4 × 12 ГОСТ 23360-78.
Сегментные шпонки. Сегментные шпонки применяют для передачи небольших крутящих моментов. Размеры сегментных шпонок и шпоночных пазов выбираются в зависимости от диаметра вала d
Сегментные шпонки изготавливают двух исполнений.
Из условия прочности на смятие рассчитывается часть шпонки, выступающая из вала:
σсм
[σсм]; 
,где [σсм]=30..50 МПа – допустимое напряжение смятия;
T – крутящий момент на валу;
мм – рабочая длина шпонки, ммh -- высота шпонки, мм.
t1 -глубина паза вала, мм.
d- диаметр вала, мм.
Мпа. Так как σсм
[σсм], то прочность на смятие обеспечена.Условие прочности на срез:τср
[τср]; 
, где [τср]=100 Мпа. 
МПаПрочность шпонки на срез обеспечена.
Запас прочности:
.8.Штифтовые соединения вала и ступицы. Условие равнопрочности. Применение фиксирующих штифтов
Штифтом называют цилиндрический или конический стержень, плотно вставляемый в отверстие двух соединяемых деталей. Применяют штифты для точного взаимного фиксирования деталей и для соединения деталей, передающих небольшие нагрузки.
В зависимости от назначения штифты делят на установочные и крепежные.
По форме различают цилиндрические и конические штифты.
При многократной разборке и сборке нарушается характер посадки и соответственно точность соединения. Предохранение цилиндрических штифтов от выпадения осуществляют кернением концов штифта (рис. 1.4, а), развальцовкой краев штифта (рис. 1.4, б) или специальными пружинящими предохранительными стандартными кольцами (рис. 1.4, в), изготовляемыми из проволоки.
Для жесткого неподвижного соединения деталей в зависимости от длины соединения и характера нагрузки применяют крепежное штифтовое соединение по одной из посадок H7/m6, Js7/m6, K7/m6.