Реферат: Расчет и выбор болтовых и штифтовых соединений для различных конструктивных решений
Название: Расчет и выбор болтовых и штифтовых соединений для различных конструктивных решений Раздел: Рефераты по математике Тип: реферат | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Научно-исследовательский университет Кафедра деталей машин Расчетная работа по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования»: «Расчет и выбор болтовых и штифтовых соединений для различных конструктивных решений»
Москва 2010 г. Номер варианта –45 Внешняя нагрузка на кронштейн и пластины F= 55кН Число болтов z= 6 Материал болтов 4.6 Айзенберг Михаил 1. Расчет и подбор стандартных болтов для крепления кронштейна для случаев нагружения, приведенных в п.1.1-1.3 1.1 Болты нагружены осевой растягивающей силой (предварительная и последующая затяжка их отсутствует). Расчетный внутренний диаметр резьбы
где
Выбираем диаметр болта d1 =10.11 мм.(М12 ) 1.2.1 Затяжка болтов производится до приложения силы где Fвн
– внешняя отрывающая нагрузка, приходящаяся на один болт (при равномерном нагружении
К – коэффициент затяжки. Расчетную силу Fр и диаметры болтов (п.1.2.1 и п. 1.2.2) определили для двух вариантов внешней нагрузки: Айзенберг Михаил а) при постоянной внешней нагрузке (К =1,5…2) Выбрали К=
1,75 и
Выбрали коэффициент запаса прочности
Выбрали диаметр болта d1 = 17.29мм. (М20 ). Вновь выбрали коэффициент запаса прочности
Выбрали диаметр болта d1 = 20.75 мм. (М24 ). б) при переменной от 0 до F внешней нагрузке (К =2…4) Выбрали К=
3 и
Выбрали коэффициент запаса прочности
Выбрали диаметр болта d1 = 26.21мм. (М30 ). 1.2.2 Последующая дополнительная затяжка болтов под нагрузкой F : а) при постоянной внешней нагрузке (К =1,5…2) Выбрали К=
1,75 и
Выбрали коэффициент запаса прочности
Выбрали диаметр болта d1 = 17.29 мм. (М20 ). б) при переменной от 0 до F внешней нагрузке (К =2…4) Выбрали К=
3 и
Выбрали диаметр болта d1 = 26.21 мм. (М30 ). 1.3 Расчет болта при условии нагружения по п.1.2.1,б, но с контролируемой затяжкой. Выбрали К=
3,5,
Выбрали диаметр болта d1 = 17,29 мм. (М20 ).
2. Для выбранного диаметра стандартного болта при нагружении по п.1.3 выполнили следующее: 2.1 Определили размеры плиты кронштейна t= (3…4)d= (60…80)=70 мм. С= (1,0…1,2)d= (20…24)=22мм. Е= (1,2…1,5)d= (24…30)=27 мм. h1 = (1,3…1,6)d= (26…32)=30 мм. где в – номинальный(наружный) диаметр болта. 2.2 Подобрали длину болта l и его резьбовой части l0 , а также гайку для этого болта, с учетом l3 =(1…3)p=6. Длину болта приняли равной 80мм. Болт М36 – 8g Болт нормальной точности исполнения 1, диаметром резьбы d= 20 мм., длиной 80 мм., с крупным шагом резьбы, с полем допуска 8g, классом прочности 5.6, маркой стали 20, без покрытия. Гайка М36 – 6.35 ГОСТ 5915-70 Гайка нормальной точности исполнения 1, диаметром резьбы d= 20 мм., с крупным шагом резьбы, с полем допуска 7Н, классом прочности 6, маркой стали 20, без покрытия. 3. Для крепления кронштейна при нагружении по п.1.3 и выбранных параметров по п.2 выполнили следующее: 3.1 Определяли аналитически величину предварительной затяжки болта
где
где
l2 – длина гладкой части стержня болта, мм; l1 – расчетная длина нарезанной части болта между гладкой частью болта и опорной поверхностью гайки, плюс половина длины свинчивания (высоты гайки), мм.
где а
– диаметр опорной поверхности гайки, который в расчетах можно принимать равным размеру под ключ, т.е. Для соединения плит кронштейна без прокладок
3.2 Определить графически величины сил, действующих после приложения внешней нагрузки. Рис. 3. Диаграмма совместной работы деталей соединения. 3.3 Определить аналитически величины нагрузок
Проверка 3.4 Рассчитать болт на статическую прочность (по максимальным напряжениям):
где Условие выполняется.
3.5 Проверить болты на выносливость от действия на соединение возможной переменной временной нагрузки, изменяющейся по циклу от Амплитуда нормальных напряжений
Нормальные напряжения в болте затяжки (минимальные напряжения цикла)
Средние нормальные напряжения в болте
Максимальные напряжения в болте
Запас прочности по переменным напряжениям подсчитывается по формуле где
Условие выполняется. 4. Для соединения пластин болтами, нагруженными статической силой F, сдвигающей детали в стыке, выполнить следующее: 4.1 Рассчитать и подобрать стандартные болты, установленные в отверстии с зазором при одной плоскости стыка в соединении. Необходимый внутренний диаметр резьбы
где f – коэффициент трения для стальных поверхностей(f= 0,15…2=0,17); i – число плоскостей стыка деталей(i= 1); Kсц – коэффициент запасасцепления(Ксц = 1,3…1,5=1,4)
Выбрали диаметры болтов d1 = 31,67. (М36 ). выбрали коэффициент запаса прочности 4.2 Рассчитать и подобрать стандартные болты, установленные в отверстии с зазором при двух плоскостях стыка(i= 2) в соединении (рис. 4,б)
Выбрали диаметры болтов d1 = 26,21мм. (М30 ). Вновь выбрали коэффициент запаса прочности
Выбрали диаметры болтов d1 = 26.21 мм. (М30 ). 4.3 Болт установлен в отверстие, калиброванное разверткой без зазора, при двух плоскостях стыка в соединении 4.3.1 Определить диаметр стержня болта в опасном сечении
где
i= 2 – число плоскостей среза. Выбрали диаметр болта d0 =11 мм. (М10 ). 4.3.2 Определить требуемую рабочую толщину
где Выбрали материал пластин – Ст 20кп. 4.3.3 Определить размеры(толщины) пластин (рис.4, А-А) и выбрать стандартный болт по ГОСТ 7817-72 [1]. Толщина средней пластины без фасок на отверстии Приняли Толщина крайних пластин где Приняли Приняли Длина рабочей части болта
Условие выполняется. 4.3.4 Сделать эскиз резьбового соединения 5. Для соединения пластин с помощью пальца, нагруженного статической силой F, выполнить следующее: 5.1 Определить диаметр пальца
Выбрали диаметр болта d=8,37 мм. (М10 ). 5.2 Определить толщины средней h4 и крайних h5 пластин. Из зависимости по п.4.3.2
( Приняли h4 =31 мм.
Приняли h5 =16мм. 5.3 Сделать эскиз соединения пластин с помощью пальца 6. Результаты расчетов занести в сводную таблицу и сделать сравнительный анализ различных вариантов конструктивных решений соединений Сводная таблица результатов расчета
7. Штифт установлен в отверстие, калиброванное разверткой без зазора в двух плоскостях стыка в соединении 7.1 Определить диаметр стержня штифта в опасном сечении
где
i= 2 – число плоскостей среза. Штифт 3 7.2 Определить диаметр пальца
Штифт 5 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1999. – Т.1. 2. Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высш.шк., 1998. |