2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МЕХАНИКА. Методические указания

• Название: Методические указания
• Анкор: 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МЕХАНИКА.docx
• Дата: 29.05.2018
• Размер: 9.32 Mb.
• Имя файла: 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МЕХАНИКА.docx
• Тип: Методические указания; #19753
• страница: 8 из 15

Задача 2. Расчет резьбовых соединений
3.2.1. Содержание задания
Подобрать болты для соединения крышки с цилиндрическим сосудом сжатого воздуха при следующих данных: давление сжатого воздуха в цилиндре р МПа, внутренний диаметр крышки D мм, число болтов z = 14, коэффициент внешней нагрузки χ=0,5, К_зат=2. Материал болтов сталь 20, класс прочности болтов 4.6. Затяжка болтов контролируемая. Прокладка полиэтиленовая (рис. 5.4.1). Входные данные для задачи 5.3.1.

Рисунок 5.4.1
Таблица 5.3.1 - Входные данные для задачи 5.3.1

№ варианта	Болт	Сталь	р, МПа	D, мм	z	[s]т	σт, МПа
1	М6…М10	Ст3 и 10	0,4	35	14	1,7…2,2	200
2	М6…М10	Ст20	0,45	36	14	1,7…2,2	240
3	М6…М10	Ст35	0,5	37	14	1,7…2,2	300
4	М6…М10	Ст40	0,55	38	14	1,7…2,2	360
5	М6…М10	Ст30Х	0,6	39	14	1,7…2,2	640
6	М6…М10	Ст30ХГСА	0,4	40	14	1,7…2,2	900
7	М16…М30	Ст3 и 10	0,45	41	14	1,7…2,2	200
8	М16…М30	Ст20	0,5	42	14	1,7…2,2	240
9	М16…М30	Ст35	0,55	43	14	1,7…2,2	300
10	М16…М30	Ст40	0,6	44	14	1,7…2,2	360
11	М16…М30	Ст30Х	0,4	45	14	1,7…2,2	640
12	М16…М30	Ст30ХГСА	0,45	35	14	1,7…2,2	900
13	М6…М10	Ст3 и 10	0,5	36	14	1,7…2,2	200
14	М6…М10	Ст20	0,55	37	14	1,7…2,2	240
15	М6…М10	Ст35	0,6	38	14	1,7…2,2	300
16	М6…М10	Ст40	0,4	39	14	1,7…2,2	360
17	М6…М10	Ст30Х	0,45	40	14	1,7…2,2	640
18	М6…М10	Ст30ХГСА	0,5	41	14	1,7…2,2	900
19	М16…М30	Ст3 и 10	0,55	42	14	1,7…2,2	200
20	М16…М30	Ст20	0,6	43	14	1,7…2,2	240
21	М16…М30	Ст35	0,4	44	14	1,7…2,2	300
22	М16…М30	Ст40	0,45	35	14	1,7…2,2	360
23	М16…М30	Ст30Х	0,5	36	14	1,7…2,2	640
24	М16…М30	Ст30ХГСА	0,55	37	14	1,7…2,2	900
25	М6…М10	Ст3 и 10	0,6	38	14	1,7…2,2	200
26	М6…М10	Ст20	0,4	39	14	1,7…2,2	240
27	М6…М10	Ст35	0,45	40	14	1,7…2,2	300
28	М6…М10	Ст40	0,5	41	14	1,7…2,2	360
28	М6…М10	Ст30Х	0,55	42	14	1,7…2,2	640
30	М6…М10	Ст30ХГСА	0,6	43	14	1,7…2,2	900

3.2.2. Краткие сведения по теории и методические рекомендации по решению задач
Резьбовые соединения — это самый распространенный вид разъемных соединений. Они осуществляются болтами, винтами, шпильками, гайками и т. п.

Основным элементом соединения является резьба, образуемая нарезанием или накаткой на детали по винтовой линии (рис. 5.1.1, 5.1.2).

Рисунок. 5.1.1 - Винтовая линия резьбы

— угол подъема резьбы
Резьбы классифицируются по форме поверхности, на которой образуется резьба: цилиндрические и конические. По форме профиля различают типы:

треугольные (рис. 5.1.3, а);

упорные (рис. 5.1.3, б);

трапецеидальные (рис. 5.1.3, в);

прямоугольные (рис5.1.3, г);

круглые (рис. 5.1.3, д).

При подъеме винтовой линии слева на право — резьба правая, у левой — справа налево.

Резьбы делятся на многозаходные и однозаходные (рис. 5.1.4).

По назначению различают:

крепежные:

крепежно-уплотняющие;

ходовые (для преобразования движения).


Рисунок 5.1.2– Образование резьбы
Крепежно-уплотняющие резьбы применяют для соединения деталей, требующих герметичности (рис. 5.1.6).

Крепежные резьбы чаще однозаходные. Резьбы для преобразования движения (вращательное в поступательное и наоборот) применяют в винтовых механизмах (в ходовых и грузовых винтах). Они имеют трапецеидальный профиль, реже — прямоугольный.

Рисунок 5.1.3- Формы профиля резьбы:

а — треугольная; б — упорная; в — трапецеидальная; г — прямоугольная; д — круглая
Достоинства резьбовых соединений:

простота конструкции, технологичность;

удобство сборки, разборки;

высокая нагрузочная способность;

малые габариты соединений;

стандартизация изделий.

Рисунок 5.1.4- Виды резьб

а — трехзаходная; б — однозаходная
Недостаток: наличие резьбы создает концентрацию напряжений на поверхности деталей, что снижает их прочность при переменных напряжениях.

Геометрические параметры резьбы

Основными параметрами цилиндрической резьбы являются:

d — номинальный диаметр (нагруженный диаметр резьбы винта);

d_l — внутренний диаметр резьбы гайки;

d₃ — внутренний диаметр резьбы винта;

d₂ — средний диаметр резьбы, на котором ширины профилей винта и гайки совпадают;

р — шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами соседних профилей;

р_h — ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (рис. 5.1.4, а, б).

Для однозаходной резьбы p_h = р.

Для многозаходной резьбы p_h = z∙р, где z — число заходов.

Ход равен пути перемещения винта вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке;

α — угол профиля резьбы; наиболее распространенной является метрическая резьба, для которой α = 60°.

у — угол наклона боковой стороны профиля (рис. 5.1.5);

у — угол подъема резьбы (рис. 5.1.1);