- •Лекція №1
- •1.2. Види навантажень на деталі
- •1.3.Розрахунок деталей на міцність по допустимих коефіцієнтах запасу
- •1.4. З’єднання дм
- •1.5.Рознімні з’єднання деталей машин
- •1.6. Види різьб
- •2.1Маркування різьб
- •2.2 Основи розрахунку різьбових з’єднань на міцність
- •2.3 Залежність між крутним моментом, прикладеним до гайки, та осьвою силою гвинта.
- •3.1 Розрахунок на міцність різьбових деталей при статичних навантаженнях
- •3.1.1. Деталь навантажена тільки осьовою силою без попереднього та подальшого затягання.
- •3.1.2. Деталь навантажена осьовою силою та крутним моментом.
- •3.1.3.Болтове з’єднання навантажено силами, що зсувають деталі в стику
- •3.1.4.Різьбова деталь навантажена осьовою силою та згинальним моментом
- •3.1.5 Розрахунок болтів клемового з’єднання
- •Лекція №4
- •4.1 Розрахунок групи болтів, попередньо затягнутих і навантажених постійною зовнішньою осьовою силою
- •4.2 Передачі гвинт-гайка
- •Лекція №5 Шпонкові з’єднання
- •5.1 Ненапружені шпонкові з’єднання
- •5.2 Розрахунок на міцність
- •Лекція №6
- •6.1 Напружені шпонкові з’єднання
- •6.2. Шліцеві з’єднання (зубчасті)
- •Розрахунок на міцність
- •6.3 Профільні (безшпонкові) з’єднання
- •6.4 Штифтові з’єднання
- •6.5. Клинові з’єднання
- •6.6 Нерознімні з’єднання
- •7.1 Заклепкові з’єднання
- •7.2 Види пошкоджень і основи розрахунку на міцність
- •7.3 Зварні з’єднання
- •8.1 Зварні з’єднання у стик
- •8.2 Розрахунок на міцність
- •8.3 Зварні з’єднання внапусток
- •8.4 Розрахунок на міцність
- •8.5 З’єднання впритул
- •2) З’єднання по рис.8 (площина дії моменту перпендикулярна площині стикові з’єднуваних елементів конструкції) може бути виконане з кутовими швами. В цьому випадку: дотичне max напруження
- •Переваги й недоліки зварних з’єднань.
- •Лекція №9
- •9.1 З’єднання деталей з натягом
- •9.2 Циліндричні з’єднання з натягом
- •9.3 Способи збирання з’єднань з натягом
- •9.4 Основи розрахунку на міцність
- •Розділ II передачі приводів Лекція №10
- •10.1 Функції передач
- •10.2 Класифікація механічних передач
- •10.3 Основні силові й кінематичні залежності механічних передач
- •Лекція №11
- •11.1 Фрикційні передачі і варіатори
- •11.2 Лобовий варіатор швидкості
- •11.3 Основні кінематичні залежності
- •11.4 Основи розрахунку на міцність
- •12.1 Зубчасті передачі
- •12.1 Переваги й недоліки зубчастих передач, область застосування
- •12.2 Види руйнування зубців
- •12.3 Способи зміцнення робочих поверхонь
- •Термічні способи
- •Хіміко - термічні способи
- •12.4 Розрахунок на міцність циліндричних коліс евольвентного зачеплення
- •13.1 Розрахунок зубців на витривалість при згині (прямозубі циліндричні евольвентні колеса)
- •13.2 Проектний розрахунок
- •Лекція№14
- •14.1 Визначення допустимих напружень на згин [σF]
- •14.2 Специфіка геометрії, роботи та розрахунку косозубих циліндричних коліс
- •14.3 Особливості розрахунку зубців циліндричних зубчатих коліс на міцність
- •14.4 Розрахунок на витривалість при згині
- •Лекція №15
- •15.1.Особливості розрахунку на контактну витривалість
- •15.2 Конічні зубчасті передачі
- •15.3 Основні геометричні й кінематичні параметри
- •Лекція №16
- •16.1 Оцінка та область застосування конічних зубчастих передач
- •16.2 Основи розрахунку на міцність
- •16.3 Розрахунок конічних зубчастих коліс на контактну міцність
- •17.1 Черв’ячні передачі
- •17.2 Класифікація черв’ячних передач
- •17.3 Види червя’ків
- •17.4 Зусилля в полюсі зачеплення черв’ячних передач
- •18.1 Розрахунок по напруженнях згину
- •18.2 Розрахунок на контактну міцність
- •18.3 Визначення допустимих напружень
- •18.4 Тепловий розрахунок черв’ячних передач
- •19.2 Передаточне відношення
- •19.3 Зусилля в зачепленнях
- •19.4 Специфіка розрахунку на міцність
- •19.5 Оцінка та область застосування
- •19.6 Хвильові механічні передачі (хмп)
- •19.7 Геометричні і кінематичні параметри коліс
- •20.2 Основи розрахунку на міцність
- •21.2 Передачі з гнучкими ланками Загальна кінематична схема
- •21.3 Види шківів
- •21.4 Схеми пасових передач
- •Кінематичні й геометричні параметри пасових передач
- •21.6 Напруження в пасах ( на прикладі плоскопасової передачі)
- •22.2 Розрахунок плоских пасів
- •22.3 Особливості розрахунку клинопасових передач
- •22.4 Розрахунок пасів на довговічність
- •22.4 Переваги й недоліки пасових передач, область застосування
- •23.2 Умови роботи та матеріли елементів ланцюгових передач
- •23.3 Основні геометричні і кінематичні параметри
- •23.4 Критерії роботоздатності та основи розрахунку на міцність
- •Лекція №24
- •24.1 Вали та осі
- •24.2 Розрахунки валів та осей
- •Послідовність розрахунку
- •24.4 Розрахунок вала на витривалість (втомлюваність матеріалу)
- •24.5 Розрахунок валів на жорсткість
- •25.1 Опорні ділянки валів та осей
- •25.2 Опори ковзання
- •25.3 Матеріали вкладишів
- •25.4 Розрахунок підшипників напівсухого
- •25.5 Розрахунок
- •25.6 Область застосування підшипників ковзання
- •26.2 Класифікація пк
- •26.3 Критерії роботоздатності та матеріали
- •26.4 Підбір стандартних пк
- •26.5 Визначення динамічної вантажопідйомності пк
- •26.6 Специфіка підбору радіально-упорних підшипників
- •Переваги, недоліки, область застосування
- •27.1 Муфти приводів
- •27.2 Класифікація муфт
- •I клас, I група
- •I клас, III группа:
- •II клас, iIгрупа
- •III клас (самокеровані):
- •27.3 Критерії роботоспроможності і основи розрахунку на міцність
2.1Маркування різьб
У вітчизняному машинобудуванні та інших країнах впроваджені державні стандарти (ДЕСТу) на основні визначенн та позначення, що погоджені з міжнародними стандартами ISO (міжнародна організація з стандартизації).
Метрична різьба позначається літерою М та цифрою, що показує зовнішній (номінальний) діаметр різьби. Основним кроком різьби при цьому вважається крупний і він у марці не показується.
Наприклад, для зовнішнього діаметра d=20 крупним кроком буде р=2,5мм. Маркується так М20.
Мілкі кроки показують через знак „помножити”:
М20х2,00;
М20х1,50;
М20х1,00;
М20х0,75;
М20х0,50;
Трапецієвидна симетрична різьба по ISO маркується з указанням кроку (будь-якого):
Tr20x4,00
Якщо різьба ліва, то додається запис LH
Tr20x4,00LH і т.д.
Картину розподілу осьового зусилля між витками різьби гайки досліджував М.Є.Жуковський. Було встановлено дослідом, що 1-й виток гайки з боку місця прикладення зусилля приймає на себе 1/3F, далі - все меньше і 10-й -1/100 F.
Рівномірного розподілу можливо було б досягти, якби нарізка була виготовлена абсолютно точно, щоб при цьому піддатливість різьби була значно більшою, ніж піддатливість тіла гвинта та гайки. Але ні та ні друга умова не виконується.
Розрахунок витків - від точки прикладання навантаження (дослід Жуковського-взяти гайку з 10-ти витків і дослідити).
I виток 33%;
V виток 8%;
X виток ≤1%.
Висновок: всі стандартні гайки не повинні мати більше 11-ти витків.
2.2 Основи розрахунку різьбових з’єднань на міцність
Вид розрахунку залежить від виду з’єднання. З цієї точки зору різьбові з’єднання бувають з постійним або змінним навантаженням, а також:
-напружені (з попереднім затяганням);
-ненапружені.
Щодо призначення різьбові з’єднання поділяються на:
-силові;
-силові-щільні.
По конструкції: одинарні і групові.
В свою чергу групові з’єднання поділяються залежно від розподілу навантаження між кріпильними деталями (болтами, шпильками, гвинтами) на такі, де розподіл рівномірний або нерівномірний. В останньому випадку слід попередньо визначити найбільш навантаженну кріпильну деталь, розрахувати її, а одержані розміри розповсюдити на всю групу деталей з метою уніфікації.
Розрахунок витків різьби на міцність. (Це питання є спільним для всіх видів розрахунків)
Рис. 8
У з’єднанні гвинта з гайкою беремо:
- по гвинту;
- спільний;
- по гайці;
р - крок треба брати по d2 різби ;
Під дією сили F в витках нарізки, що взаємодіють, виникають одночасно напруження зрізу, зминання та згину. Тобто „працює” якесь зведене напруження, визначити яке важко.
Тому кількість взаємодіючих витків Z визначають окремо по τзр та σзм. Що ж до напруження згину, то розрахунок по методах опору матеріалів виконати неможливо (точно), бо кожний виток-це не консольна балка, як це здається при розгляді осьового перерізу (рис.8), а пластина зі складною просторовою формою. Хоча в деяких підручниках та методичних вказівках ви можете зустріти такий розрахунок.
При однакових матеріалах гвинта та гайки (в більшості випадків так і є) розрахунок ведуть по витках гвинта (бо dd1).
Зріз можливий по площадці довжиною πd1 та шириною kp, де k-коефіцієнт повноти різьби:
Трикутна різьба - k=0,8;
Трапецієвидна різьба - k=0,65;
Прямокутна різьба - k=0,5.
Отже,
(2.2.1)
Звідси кількість взаємодіючих витків:
(2.2.2)
Зминання можливе по кільцевій площадці з діаметрами d і d1 (кутом нахилу робочої грані витка нехтуємо, тобто розрахунок приблизний):
(2.2.3)
Звідси
(2.2.4)
З розрахунків по (2.2.2) і (2.2.4) вибираємо ту кількість взаємодіючих витків, яка більша (як правило, більша виходить по (2.2.4)). Це і буде кількість витків гайки.
Виходячи з того, що ми розглянули раніше, 10-й виток сприймає тільки 1/100 прикладеного до з’єднання зусилля, Z не повинно бути більше 11. Так завжди і приймається для стандартних гайок.
Висота стандартної гайки визначається з умови рівноміцності нарізки на зріз та стержня болта на розтяг. При цьому виходимо з того, що:
(2.2.5)
Отже,
(2.2.6)
де Н=zр (висота гайки).
З урахуванням (2.2.5), умова рівноміцності:
(2.2.7)
де =σр (напруження розтягу стержню гвинта).
З рівняння (2.2.7) 0,6kH=,
H= = = d1/2 (2.2.8)
(k=0,8-трикутна різьба).
Таким чином, Н0,5d1, але з урахуванням напруженого стану нарізки, а також послаблення її від стирання, пошкодження від багаторазового загвинчування та розгвинчування і таке інше беруть
Н0,8d (2.2.9)
При цьому міцність різьби перевищує міцність стержня гвинта.
Глибину загвинчування гвинтів та шпильок (різьбове гніздо) беруть:
для сталі -Н1=d;
для чавуну, силуміну і т.ін.-H1=1,5d.
В зв’язку з цим вищерозглянутим розрахунки на міцність різьби стандартних кріпильних деталей не потрібні.