Роганов Л.Л., Карнаух С.Г. Расчет резьбовых соединений

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная

академия

Кафедра “Основы конструирования механизмов и

машин”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к курсовому и дипломному проектированию

для студентов всех специальностей

Расчёт резьбовых соединений

Утверждено на заседании

кафедры ОКММ

Протокол № 10 от 18.06.02

Краматорск 2002

УДК [621.825.24+624.078.42].001.66

Методические указания к курсовому и дипломно-

му проектированию для студентов всех специально-

стей. Расчёт резьбовых соединений / Сост. Роганов Л.

Л., Карнаух С.Г.-Краматорск: ДГМА, 2002. – 100 c.

Методические указания включают необходимые

сведения для расчета резьбовых соединений стан-

дартными резьбовыми деталями в наиболее типичном

для машиностроения случае, когда резьбовой стер-

жень в отверстие детали поставлен с зазором.

Составители: Л. Л. Роганов, професор

С.Г. Карнаух, доцент

СОДЕРЖАНИЕ С.

Введение................................................................... 4

1 Принципиальная схема расчета........................ 5

2 Предварительно не затягиваемое резьбовое

соединение под действием осевой силы ................... 17

3 Резьбовое соединение под действием только

сдвигающей силы............................................................ 18

4 Резьбовое соединение под действием только

осевой силы (расчет на не раскрытие стыка)............ 21

4.1 Расчет коэффициента податливости стыка ..............27

4.2 Предварительная затяжка в соединении и ее выбор

.......................................................................................................................44

5 Резьбовое соединение под действием осевой

и сдвигающей сил............................................................ 46

6 Упрощенный расчет затянутых резьбовых

соединений на нераскрытие стыка .............................. 48

7 Расчет резьбовых соединений на ударную

нагрузку .............................................................................50

8 Групповое резьбовое соединение .................. 59

Рекомендуемая литература................................. 79

ВВЕДЕНИЕ

К наиболее распространенным видам разъемных

соединений деталей машин относятся резьбовые

соединения, которые осуществляются с помощью

резьбы – чередующихся выступов и ответных впадин,

расположенных по винтовой линии на поверхностях

тел вращения (стержней и отверстий). Различают

резьбы цилиндрические и конические,

цилиндрические подразделяют на крепежные и

специальные.

К крепежным резьбам относят крупные и мелкие

(в зависимости от величины шага) треугольные

метрические резьбы по ГОСТ 9150-81; к

специальным – трубную, прямоугольную, упорную,

круглую, трапецеидальную и другие.

Деталь с резьбой в отверстии называют гайкой, с

резьбой на стержне – болтом (винтом, шпилькой).

В современном машиностроении резьбовые

соединения наиболее распространенный вид

разъемных соединений, поэтому их правильный

расчет является условием надежной работы узла,

машины, позволяет находить резервы экономии

металла и трудовых затрат.

1 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА РАСЧЕТА

Для резьбового соединения характерно

размещение резьбового стержня (винта, болта,

шпильки) в отверстии соединяемой детали с зазором.

В этом случае внешняя сдвигающая нагрузка

воспринимается силами трения в стыке деталей, а

сила трения создается растягивающим усилием

стержня. В этих условиях основной нагрузкой,

которую может воспринимать стержень, является

осевая растягивающая сила. Если соединение

выполнено стандартными резьбовыми деталями со

стандартной резьбой (прочность резьбы

гарантирована стандартом) и соблюдены нормы

глубин завинчивания винтов и шпилек, критерием

работоспособности резьбового соединения будет

прочность резьбового стержня на растяжение в месте,

ослабленном резьбой. Поэтому принято расчет

резьбового соединения условно вести на растяжение

резьбового стержня, а специфические особенности

его нагружения учитывать выбором нагрузки для

расчета.

Принимая в качестве расчетного условия

[]

≤ ,

выражая напряжение формулой:

≅=

после подстановок и преобразований получим:

[]

;

≤==

[]

;

(1)

[]

σπ

≥ ,(2)

где

- условное напряжение растяжения в

резьбовом стержне, МПа;

F - принятая для расчета осевая нагрузка, Н;

А – площадь сечения резьбового стержня в

резьбовой части, мм

;

[]

- принятое для расчета допускаемое

напряжение, МПа;

– минимально возможный диаметр резьбового

стержня в месте, ослабленном резьбой, мм.

На основании расчета назначается стандартная

резьба с параметрами, ближайшими большими

относительно расчетных, а затем выбираются

стандартные резьбовые детали с назначенной

резьбой.

В табл.1приведены необходимые при расчетах

параметры стандартной метрической резьбы.

Таблица 1-Размеры наиболее

распространенных резьб по ГОСТ 9150-81

d, мм

Шаг

p, мм

, мм А

, мм

1234

3 0,5 2,459 4,75

0,7

0,5

3,242

3,459

8,24

9,40

0,8

0,5

4,134

4,459

13,4

15,6

0,75

4,917

5,188

19,0

21,1

1,25

0,75

6,647

6,917

7,188

34,7

37,6

40,6

1,5

1,25

8,376

8,647

8/917

55,1

58,7

62,4

1,5

1,25

11,835

12,376

12,647

12,917

110

120

126

131

1,5

0,75

13,835

14,376

14,917

15,188

150

162

175

181

Продолжение таблицы 1

1234

2,5

1,5

15,294

15,835

16,376

16,917

184

197

211

225

2,5

1,5

17,294

17,835

18,376

18,917

235

250

265

281

2,5

1,5

19,294

19,835

20,376

20,917

292

308

326

344

1,5

20,752

21,835

22,376

22,917

338

374

393

412

1,5

23,752

24,835

25,376

25,917

443

484

506

527

Продолжение таблицы 1

12 34

3,5

1,5

26,211

26,752

27,835

28,376

540

562

608

632

3,5

1,5

29,211

29,752

30,835

31,376

670

695

746

774

1,5

31,670

32,752

33,835

34,376

787

841

899

928

Выбор допускаемого напряжения при расчетах

резьбовых деталей связывают с характером

нагружения соединения, механическими

характеристиками материала, из которого детали

сделаны, номинальными размерами резьбы, наличием

и контролируемостью предварительной затяжки.

При статическом нагружении