Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò èìåíè Í.Ý. Áàóìàíà Ë.Ï. Âàðëàìîâà, Â.Ï. Òèáàíîâ Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ äîìàøíåãî çàäàíèÿ ïî ðàçäåëó «Ñîåäèíåíèÿ» êóðñà «Îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ äåòàëåé è óçëîâ ìàøèí» Ïîä ðåäàêöèåé Ë.Ï. Âàðëàìîâîé Ìîñêâà Èçäàòåëüñòâî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà 2003 ÓÄÊ 621.81 ÁÁÊ 34.42 Â18 Ðåöåíçåíò Ã.Ì. Òóøåâà Â18 Âàðëàìîâà Ë.Ï., Òèáàíîâ Â.Ï. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ äîìàøíåãî çàäàíèÿ ïî ðàçäåëó «Ñîåäèíåíèÿ» êóðñà «Îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ äåòàëåé è óçëîâ ìàøèí» /Ïîä ðåä. Ë.Ï. Âàðëàìîâîé. – Ì.: Èçä-âî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà, 2003. – 88 ñ.: èë. ISBN 5-7038-2278-5 Ïðèâåäåíû ôîðìóëû è ñïðàâî÷íûå äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ ðàñ÷åòà ñîåäèíåíèé: ñâàðíûõ, ðåçüáîâûõ, øïîíî÷íûõ, øëèöåâûõ, ñ íàòÿãîì, çàêëåïî÷íûõ, êëååâûõ, à òàêæå ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ. Ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðû ðàñ÷åòîâ. Äëÿ ñòóäåíòîâ 3-ãî êóðñà, à òàêæå ñòàðøèõ êóðñîâ, âûïîëíÿþùèõ ðàñ÷åòû äåòàëåé ñîåäèíåíèé. Òàáë. 19. Èë. 37. Áèáëèîãð. 8 íàçâ. ÓÄÊ 621.81 ÁÁÊ 34.42 Ëþäìèëà Ïåòðîâíà Âàðëàìîâà Âëàäèìèð Ïàâëîâè÷ Òèáàíîâ Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ äîìàøíåãî çàäàíèÿ ïî ðàçäåëó «Ñîåäèíåíèÿ» êóðñà «Îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ äåòàëåé è óçëîâ ìàøèí» Ðåäàêòîð Î.Ì. Êîðîëåâà Êîððåêòîð Ã.Ñ. Áåëÿåâà Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 20.03.03. Ôîðìàò 60õ84/16. Áóìàãà îôñåòíàÿ. Ïå÷. ë. 5,5. Óñë. ïå÷. ë. 5,12. Ó÷.-èçä. ë. 5,85. Òèðàæ 300 ýêç. Èçä. ¹ 112. Çàêàç Èçäàòåëüñòâî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà. 105005, Ìîñêâà, 2-ÿ Áàóìàíñêàÿ, 5. ISBN 5-7038-2278-5 © ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà, 2003 1. ÎÁÙÈÅ ÓÊÀÇÀÍÈß Äîìàøíèå çàäàíèÿ âõîäÿò â êîìïëåêñ ðàáîò, âûïîëíÿåìûõ ñòóäåíòàìè ïðè èçó÷åíèè äèñöèïëèíû «Îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ äåòàëåé è óçëîâ ìàøèí». Öåëü çàäàíèÿ – ïðàêòè÷åñêîå îñâîåíèå ìåòîäîâ ðàñ÷åòà è ïðèîáðåòåíèå íàâûêîâ ïî âûáîðó îïòèìàëüíûõ ïàðàìåòðîâ.  äàííûõ ìåòîäè÷åñêèõ óêàçàíèÿõ ïðèíÿòû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ è ðàçìåðíîñòè îñíîâíûõ âåëè÷èí. Ëèíåéíûé ðàçìåð – ìèëëèìåòð (ìì); ïëîùàäü – A, êâàäðàòíûé ìèëëèìåòð (ìì2); ñèëà – F, íüþòîí (Í); íàïðÿæåíèÿ – s, t, íüþòîí íà êâàäðàòíûé ìèëëèìåòð (Í/ìì2), ÷èñëåííî ðàâíûé ìåãàïàñêàëþ (ÌÏà); ìîìåíò èçãèáàþùèé, îòðûâàþùèé – M; ìîìåíò êðóòÿùèé (âðàùàþùèé), ñäâèãàþùèé – T, íüþòîí-ìåòð (Í ×ì); ìîùíîñòü – P (êÂò). Äîìàøíèå çàäàíèÿ âûïîëíÿþò íà ëèñòàõ ïèñ÷åé áóìàãè ôîðìàòà À4. Ñ ëåâîé ñòîðîíû îñòàâëÿþò ïîëå, ðàâíîå 20 ìì, îñòàëüíûå ïîëÿ äîëæíû áûòü íå ìåíåå 10 ìì. Èñïîëüçóþò òîëüêî îäíó ñòîðîíó ëèñòà, ïèøóò ÷åòêî, áåç ïîìàðîê; ñòðàíèöû íóìåðóþò. Çàäàíèå ñíàáæàþò òèòóëüíûì ëèñòîì, îáðàçåö îôîðìëåíèÿ êîòîðîãî ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè 1. Ñîäåðæàíèå çàäàíèÿ ðàçáèâàþò íà îòäåëüíûå ðàçäåëû (÷àñòè), èõ îáîçíà÷àþò öèôðàìè.  ñâîþ î÷åðåäü, êàæäûé ðàçäåë ðàçáèâàþò íà îòäåëüíûå ïóíêòû. Ïóíêòû íóìåðóþò â ïðåäåëàõ êàæäîãî ðàçäåëà èëè ÷àñòè. Êàæäûé ïóíêò îôîðìëÿþò ïî ñëåäóþùåìó ïëàíó: 1) çàãîëîâîê ñ óêàçàíèåì ðàññ÷èòûâàåìîé äåòàëè (ïàðàìåòðà) è êðèòåðèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè (ïðî÷íîñòü, æåñòêîñòü, èçíîñîñòîéêîñòü è ò. ï.); 2) ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà ñ óêàçàíèåì âñåõ íåîáõîäèìûõ ðàçìåðîâ, âåëè÷èíû, íàïðàâëåíèÿ è îáîçíà÷åíèÿ ñèë, ýïþð ñèë, ìîìåíòîâ è íàïðÿæåíèé ñ óêàçàíèåì èõ çíà÷åíèé; 3) íàèìåíîâàíèå âûáðàííîãî ìàòåðèàëà ñ óêàçàíèåì âèäà òåðìîîáðàáîòêè è èñïîëüçóåìûõ â ðàñ÷åòå õàðàêòåðèñòèê ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ; 4) îïðåäåëåíèå äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé; 5) ðàñ÷åò; 6) âûâîä î ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòàõ. Ðàñ÷åò îôîðìëÿþò òàê: çàïèñûâàþò ðàñ÷åòíóþ ôîðìóëó; ïðèâîäÿò ðàñøèôðîâêó âõîäÿùèõ â ôîðìóëó ñèìâîëîâ (êàæäîãî ñ íîâîé ñòðîêè) â òîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, â êîòîðîé îíè ïðèâåäåíû â ôîðìóëå, ñ óêàçàíèåì ðàçìåðíîñòè (â ïðåäåëàõ çàäàíèÿ êàæäûé ñèìâîë ðàñøèôðîâûâàþò îäèí ðàç); çàòåì âìåñòî ñèìâîëîâ â òîì æå ïîðÿäêå, â êàêîì îíè çàïèñàíû â ðàñ÷åòíîé ôîðìóëå, ïîäñòàâëÿþò èõ ÷è3 ñëîâûå çíà÷åíèÿ; ïðîìåæóòî÷íûå âû÷èñëåíèÿ îïóñêàþò è ïðèâîäÿò îêîí÷àòåëüíûé ðåçóëüòàò ðàñ÷åòà ñ óêàçàíèåì ðàçìåðíîñòè. Äëÿ ïðèìåíÿåìûõ â ðàñ÷åòå ôîðìóë, êîýôôèöèåíòîâ è ñïðàâî÷íûõ äàííûõ äåëàþò ññûëêó íà ëèòåðàòóðíûé èñòî÷íèê, çàïèñûâàÿ â êâàäðàòíûõ ñêîáêàõ ïîðÿäêîâûé íîìåð èñòî÷íèêà, ïîä êîòîðûì îí ïîìåùåí â ñïèñêå èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû.  êîíöå âûïîëíåííîãî çàäàíèÿ äàþò ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû. Ñîêðàùåíèå ñëîâ â òåêñòå çàäàíèÿ íå äîïóñêàåòñÿ, çà èñêëþ÷åíèåì îáùåïðèíÿòûõ, íàïðèìåð: è ò. ä., è äð. Ïîëó÷åííûå ïðè ðàñ÷åòå ðàçìåðû äåòàëåé íåîáõîäèìî îêðóãëÿòü. Ïðè íàëè÷èè ñîîòâåòñòâóþùèõ ñòàíäàðòîâ (íà ðåçüáó, êðåïåæíûå äåòàëè, øïîíêè, øëèöû è ò. ä.) ðàçìåðû äåòàëåé îêðóãëÿþò äî çíà÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ñòàíäàðòó. Åñëè ñïåöèàëüíûõ ñòàíäàðòîâ íà ðàññ÷èòûâàåìûé ïàðàìåòð íå ñóùåñòâóåò, òî ëèíåéíûå ðàçìåðû äåòàëåé íåîáõîäèìî îêðóãëÿòü äî áëèæàéøåãî çíà÷åíèÿ èç ñòàíäàðòíîãî ðÿäà ÷èñåë Ra40 (ÃÎÑÒ 6636–69), ïðèâåäåííîãî â ïðèëîæåíèè 2. Îáúåêòàìè çàäàíèé ÿâëÿþòñÿ ñáîðî÷íûå åäèíèöû, õàðàêòåðíûå äëÿ ìàøèíîñòðîåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèå ïî ãàáàðèòàì è ñîñòîÿùèå èç ðàçíîòèïíûõ ñîåäèíåíèé. Ïðèâåäåííûå â ïîñîáèè ðåêîìåíäàöèè ïî âûáîðó ìàòåðèàëîâ, ðàñ÷åòíûõ ñõåì è äðóãèå ñîîòâåòñòâóþò óêàçàííîìó õàðàêòåðó ïðåäñòàâëåííûõ ñáîðî÷íûõ åäèíèö. Áîëåå ïîëíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî ýòèì âîïðîñàì ñîäåðæèòñÿ â ðàáîòàõ [1 – 4]. Âî âñåõ çàäàíèÿõ ñèëû, äåéñòâóþùèå íà ñîåäèíåíèÿ, ñëåäóåò ñ÷èòàòü ïîñòîÿííûìè. Ðàñ÷åò äåòàëåé íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü íà ñòàòè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü. Îñîáåííîñòè ðàñ÷åòà ïðè ïåðåìåííûõ íàãðóçêàõ îïèñàíû â ðàáîòàõ [1 – 5]. Ïðèâåäåííûå äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ è êîýôôèöèåíòû áåçîïàñíîñòè (çàïàñà) ñîîòâåòñòâóþò ñðåäíèì óñëîâèÿì (ïî ñòåïåíè îòâåòñòâåííîñòè êîíñòðóêöèè, òðåáóåìîé òî÷íîñòè ðàñ÷åòà è ò. ï.). Ðàñ÷åò äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ ñëåäóåò ïðîâîäèòü, ïðåäâàðèòåëüíî âûäåëèâ ñîåäèíåíèå èç ñáîðî÷íîé åäèíèöû è ñîñòàâèâ äëÿ íåãî ðàñ÷åòíóþ ñõåìó. Ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèìåíÿòü ñëåäóþùèå ìàòåðèàëû: à) äëÿ ëèòûõ äåòàëåé (ñòàíèíû, êîðïóñà, êðîíøòåéíû, òðàâåðñû è ò. ï.) – ÷óãóí Ñ×20; á) äëÿ ìåõàíè÷åñêè îáðàáîòàííûõ äåòàëåé òèïà ôëàíöåâ, îñåé è äðóãèõ – ñòàëü 35 ãîðÿ÷åêàòàíóþ; â) äëÿ äåòàëåé ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé (ëèñòû, ïðîêàò, òðóáû) – ñòàëü Ñò.3; 4 ã) äëÿ êðåïåæíûõ äåòàëåé – ñòàëü (ñì. äàëåå òàáë. 3.2); ä) äëÿ øïîíîê – ñòàëü 45 è äð. (ñì. äàëåå ðàçä. 6); å) äëÿ øòèôòîâ – ñòàëü (ñì. äàëåå ïîäðàçä. 6.4); æ) äëÿ âàëîâ – ñòàëü 45 òåðìè÷åñêè óëó÷øåííóþ; ç) äëÿ âèíòîâ è ãàåê ïåðåäà÷ âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ (ñì. äàëåå ïîäðàçä. 4.1); è) äëÿ âîðîòêîâ äîìêðàòîâ è ïðåññîâ – ñòàëü 45 ãîðÿ÷åêàòàíóþ; ê) äëÿ çàêëåïîê – ñòàëü (ñì. äàëåå ïîäðàçä. 7.1). Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ, ïîëó÷åííûå ïðè èñïûòàíèè ãëàäêèõ ñòàíäàðòíûõ îáðàçöîâ, ïðèâåäåíû â òàáë. 1.1. Òàáëèöà 1.1 Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ Ìàòåðèàë Ïðåäåë Âðåìåííîå ÊîýôôèÒåðìîîáðàÌîäóëü òåêó÷åñ- ñîïðîòèâáîòêà èëè ñîóïðóãîñòè öèåíò Ïóòè sò , ëåíèå sâð , àññîíà m ñòîÿíèå Å, ÌÏà ÌÏà ÌÏà Àë 4 Ñ× 20 Áð. À9ÆÇË Áð. 010Ô1 Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü Ñòàëü 35 Ë 50 Ë Ñò.3 Ñò.6 35 45 45 45 40Õ 40Õ Îòëèâêà â ïåñ÷àíóþ ôîðìó Íîðìàëèçàöèÿ Ãîðÿ÷åêàòàíàÿ Óëó÷øåííàÿ Çàêàëåííàÿ Óëó÷øåííàÿ Çàêàëåííàÿ 100 150 – 200 200 400 140 220 280 340 220 300 320 360 650 800 750 1300 500 580 380 600 540 610 890 1000 900 1500 0,75 × 105 Òâåðäîñòü, íå ìåíåå 0,33 50 Í 1× 10 0,25 0,33 170 Í 100 Í 11 , × 105 0,35 80 Í 0,3 – – – – 207 Í 220 Í 270 Í 45 HRC 270 Í 45 HRC 5 2,1× 105 2. ÑÂÀÐÍÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß 2.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ  çàäàíèÿõ ïðåäñòàâëåíû ìàëîãàáàðèòíûå ñâàðíûå ñîåäèíåíèÿ ñòàëüíûõ äåòàëåé äëÿ ìàøèíîñòðîåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, âûïîëíåííûå ñ ïðèìåíåíèåì ýëåêòðîäóãîâîé èëè êîíòàêòíîé ñâàðêè. Ñâåäåíèÿ îá èíûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ ïðåäñòàâëåíû â ðàáîòàõ [1 – 4]. 5 Ðèñ. 2.1 Ñâàðíûå øâû âûïîëíÿþò ðàâíîïðî÷íûìè ñ ñîåäèíÿåìûìè äåòàëÿìè. Ñïîñîáû äîñòèæåíèÿ ðàâíîïðî÷íîñòè òàêæå îïèñàíû â ðàáîòàõ [1 – 4]. Ïðè äåéñòâèè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêè ðàçðóøåíèå ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ îáû÷íî ïðîèñõîäèò ïî ñå÷åíèþ øâà, èìåþùåìó íàèìåíüøèå ðàçìåðû. Òàêîå ñå÷åíèå íàçûâàþò îïàñíûì. Íà ðèñ. 2.1 ýòî ñå÷åíèå îòìå÷åíî âîëíèñòîé ëèíèåé (ñîåäèíåíèÿ: à – ñòûêîâîå, øîâ ñòûêîâîé; á – íàõëåñòî÷íîå, øîâ óãëîâîé; â – òàâðîâîå, øîâ ñòûêîâîé; ã – òàâðîâîå, øîâ óãëîâîé). 2.2. Ðàñ÷åò ñòûêîâûõ øâîâ Ïðèìåíåíèå ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè òîðöîâ ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé, ïðîâîäèìîé äî ñâàðêè, ñïîñîáû ýòîé îáðàáîòêè îïèñàíû â [1 – 4]. Ðàñ÷åò ñòûêîâûõ øâîâ âåäóò ïî íîìèíàëüíîìó ñå÷åíèþ (áåç ó÷åòà íàïëûâîâ) è íîìèíàëüíûì íàïðÿæåíèÿì, äëÿ âû÷èñëåíèÿ êîòîðûõ èñïîëüçóþò èçâåñòíûå èç êóðñà ñîïðîòèâëåíèÿ ìàòåðèàëîâ çàâèñèìîñòè äëÿ ñïëîøíûõ áàëîê. Ïðè îäíîâðåìåííîì äåéñòâèè íîðìàëüíûõ s è êàñàòåëüíûõ t íàïðÿæåíèé â íàèáîëåå íàãðóæåííîé òî÷êå ñå÷åíèÿ îïðåäåëÿþò ýêâèâàëåíòíîå íàïðÿæåíèå s ý ñîãëàñíî ÷åòâåðòîé òåîðèè ïðî÷íîñòè: s ý = s 2 + 3t 2 . Óñëîâèå ïðî÷íîñòè èìååò âèä s ý £ [s ¢] p , ãäå [s ¢]p íàõîäÿò ïî òàáë. 2.1. 6 2.3. Ðàñ÷åò óãëîâûõ øâîâ Óãëîâûå øâû íàèáîëåå ÷àñòî âûïîëíÿþò ñ íîðìàëüíûì ïîïåðå÷íûì ñå÷åíèåì ñ ñîîòíîøåíèåì ñòîðîí 1:1 (ðèñ. 2.2). Ñòîðîíó ñå÷åíèÿ øâà íàçûâàþò êàòåòîì è îáîçíà÷àþò k. Ðàçðóøåíèå óãëîâîãî øâà ïðîèñõîäèò ïî íàèìåíüøåìó ñå÷åíèþ ïî ïëîñêîñòè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç áèññåêòðèñó ïðÿìîãî óãëà. Ðàçìåð øâà â ýòîì ñå÷åíèè bk, âòîðîé ðàçìåð – äëèíà øâà (ðèñ. 2.2, à). Ïðè ìíîãîïðîõîäíîé àâòîìàòè÷åñêîé è ïîëóàâòîìàòè÷åñêîé ñâàðêå, à òàêæå ïðè ðó÷íîé ñâàðêå ïðèíèìàþò b = 0,7, ñ÷èòàÿ øîâ ðàâíîáåäðåííûì ïðÿìîóãîëüíûì òðåóãîëüíèêîì (ðèñ. 2.2, á). Äëÿ äâóõ- è òðåõïðîõîäíîé ïîëóàâòîìàòè÷åñêîé ñâàðêè b = 0,8; äëÿ òàêîé æå, íî àâòîìàòè÷åñêîé ñâàðêè b = 0,9, à äëÿ îäíîïðîõîäíîé àâòîìàòè÷åñêîé b = 1,1. Ñëåäóåò ïðèíèìàòü k < d min .  ìàøèíîñòðîåíèè îáùåãî íàçíà÷åíèÿ îáû÷íî k ³ 3 ìì. Èíûå ôîðìû ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ óãëîâîãî øâà, ôàêòè÷åñêèå çàêîíû ðàñïðåäåëåíèÿ íàïðÿæåíèé è èõ ó÷åò ïðè íåîáõîäèìîñòè âûñîêîé òî÷íîñòè ðàñ÷åòà ïðåäñòàâëåíû â [1 – 4]. Ðàñ÷åò óãëîâûõ øâîâ âåäóò óñëîâíî ïî êàñàòåëüíûì íàïðÿæåíèÿì t. Ñóììàðíîå êàñàòåëüíîå íàïðÿæåíèå â íàèáîëåå íàãðóæåííîé òî÷êå ñå÷åíèÿ îïðåäåëÿþò ãåîìåòðè÷åñêèì ñëîæåíèåì ñîñòàâëÿþùèõ íàïðÿæåíèé. Íàïðÿæåíèÿ, âûçâàííûå öåíòðàëüíûìè ñèëàìè, ñ÷èòàþò ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûìè ïî ñå÷åíèþ. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò íàïðÿæåíèÿ, âûçâàííûå öåíòðàëüíîé ïîïåðå÷íîé ñèëîé â êîðîòêèõ øâàõ, ðàñïîëîæåííûõ ïåðïåíäèêóëÿðíî ëèíèè äåéñòâèÿ ñèëû. Èìè ïðåíåáðåãàþò. Íàïðÿæåíèÿ, âûçâàííûå ìîìåíòîì, ñ÷èòàþò ïðîïîðöèîíàëüíûìè ðàññòîÿíèÿì äî öåíòðà ìàññ (ïðè äåéñòâèè ìîìåíòà â ïëîñêîñòè ñòûêà) èëè ðàññòîÿíèÿì äî íåéòðàëüíîé ëèíèè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç ýòîò öåíòð (ïðè äåéñòâèè ìîìåíòà â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó). Ïîýòîìó íàèáîëåå íàãðóæåííîé áóäåò îäíà èç íàèáîëåå óäàëåííûõ òî÷åê îïàñíîãî ñå÷åíèÿ øâà. Ðèñ. 2.2 7 Óñëîâèå ïðî÷íîñòè èìååò âèä t S £ [t ¢]ñð , ãäå [t ¢]ñð íàõîäÿò ïî òàáë. 2.1. 2.4. Ðàñ÷åò íàõëåñòî÷íûõ ñîåäèíåíèé, âûïîëíåííûõ òî÷å÷íîé êîíòàêòíîé ñâàðêîé Ïðè òî÷å÷íîé ñâàðêå ðåêîìåíäóþò (ðèñ. 2.3): d 2 d 1 £ 3; ïðè d min £ 3 ìì d = 12 , d min + 4 ìì; ïðè d min > 3 ìì d = 15 , d min + 5 ìì; P1 = 2d; P2 = 1,5d; ïðè ñâàðêå äâóõ ýëåìåíòîâ P = 3d; ïðè ñâàðêå òðåõ ýëåìåíòîâ P = 4d. Ðàñ÷åò âåäóò íà ïðåäîòâðàùåíèå ñðåçà ñâàðíûõ òî÷åê. Ïðè äåéñòâèè öåíòðàëüíîé ñäâèãàþùåé ñèëû ïîëàãàþò, ÷òî âñå ñâàðíûå òî÷êè íàãðóæåíû îäèíàêîâî, à ïðè äåéñòâèè ìîìåíòà â ïëîñêîñòè ñòûêà íàãðóçêà íà ñâàðíûå òî÷êè ïðîïîðöèîíàëüíà èõ ðàññòîÿíèÿì äî öåíòðà ìàññ òî÷åê. Ðàñ÷åò ïðîâîäÿò ïî ìàêñèìàëüíî íàãðóæåííîé òî÷êå (îäíîé èç íàèáîëåå óäàëåííûõ îò öåíòðà), íàõîäÿ äåéñòâóþùóþ íà íåå S ñóììàðíóþ ñèëó F1max ãåîìåòðè÷åñêèì ñëîæåíèåì. Çàâèñèìîñòè S äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñèëû F1max (ñîâ- Ðèñ. 2.3 ïàäàþùèå ñ òàêîâûìè äëÿ ãðóïïîâîãî ðåçüáîâîãî ñîåäèíåíèÿ, íàãðóæåííîãî â ïëîñêîñòè ñòûêà) ïðèâåäåíû â ïîäðàçä. 3.2, ïðèìåð îïðåäåëåíèÿ – â ïîäðàçä. 3.7. Íàïðÿæåíèå ñðåçà äëÿ íàèáîëåå íàãðóæåííîé òî÷êè t ñð = F1Smax (pd 2 × i ) 4 . Çäåñü d – äèàìåòð ñâàðíîé òî÷êè, i – ÷èñëî ïëîñêîñòåé ñðåçà, i = = n – 1, ãäå n – ÷èñëî ñîñòûêîâàííûõ äåòàëåé. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 2.3, á, i = 1, à äëÿ ñîåäèíåíèÿ íà ðèñ. 2.3, â, i = 2. Óñëîâèå ïðî÷íîñòè èìååò âèä t S £ [t ¢]ñð , ãäå [t ¢]ñð íàõîäÿò ïî òàáë. 2.1. 8 2.5. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñâàðíûõ øâîâ îòìå÷àþò øòðèõîì [s ¢]; [t ¢]. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé èç íèçêîóãëåðîäèñòûõ è íèçêîëåãèðîâàííûõ ñòàëåé ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 2.1. Òàáëèöà 2.1 Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñâàðíûõ øâîâ ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ Ìåòîä ñâàðêè Ïðè ðàñòÿæåíèè [ s¢ ]p Ïðè ñæàòèè [ s¢ ]ñæ Ïðè ñäâèãå [ t¢ ]ñð Àâòîìàòè÷åñêàÿ, ðó÷íàÿ ýëåêòðîäàìè Ý42À è Ý50À [ s]p [ s]p 0,65 [ s]p Ðó÷íàÿ ýëåêòðîäàìè îáû÷íîãî êà÷åñòâà 0,9 [ s]p [ s]p 0,6 [ s]p Êîíòàêòíàÿ òî÷å÷íàÿ – – 0,5 [ s]p Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå íà ðàñòÿæåíèå äëÿ îñíîâíîãî ìåòàëëà [s] p ìîæíî ïðèíÿòü [s]p @ sò @ ( 0,74 K 0,62 ) s ò , 1,35K1,6 ãäå s ò – ïðåäåë òåêó÷åñòè îñíîâíîãî ìåòàëëà (ñì. òàáë. 1.1). 2.6. Îáîçíà÷åíèÿ ñâàðíûõ øâîâ Îò ñâàðíîãî øâà ïðîâîäÿò âûíîñíóþ ëèíèþ, îêàí÷èâàþùóþñÿ ïîëóñòðåëêîé. Îáîçíà÷àþò: C – øîâ ñòûêîâîãî ñîåäèíåíèÿ; H – øîâ íàõëåñòî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ; T – øîâ òàâðîâîãî ñîåäèíåíèÿ; – íàäïèñü íàä ãîðèçîíòàëüíîé ÷åðòîé õàðàêòåðèçóåò âèäèìûé øîâ; – íàäïèñü ïîä ÷åðòîé – íåâèäèìûé øîâ; – øîâ ïî çàìêíóòîìó êîíòóðó; k – óãëîâîé øîâ ñ êàòåòîì k. 2.7. Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå Ðàñ÷åò ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ âåäóò â òàêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. 9 1) îïðåäåëÿþò ïîëîæåíèå, ôîðìó è ðàçìåðû îïàñíîãî ñå÷åíèÿ; 2) ïîâîðà÷èâàþò îïàñíîå ñå÷åíèå íà ïëîñêîñòü ñîïðèêîñíîâåíèÿ ñâàðèâàåìûõ äåòàëåé (ïëîñêîñòü ñòûêà äåòàëåé); ïîâîðîò ïðîâîäÿò â ñëó÷àå, êîãäà îïàñíîå ñå÷åíèå øâà íå ñîâïàäàåò ñ ïëîñêîñòüþ ñòûêà äåòàëåé; ñå÷åíèå, ïîëó÷åííîå ïîñëå ïîâîðîòà, íàçûâàþò ðàñ÷åòíûì; 3) íàõîäÿò ïîëîæåíèå öåíòðà ìàññ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ; 4) ïåðåíîñÿò ïðèëîæåííóþ âíåøíþþ íàãðóçêó â öåíòð ìàññ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ; 5) îïðåäåëÿþò íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â ðàñ÷åòíîì ñå÷åíèè îò äåéñòâèÿ îòäåëüíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ (íîðìàëüíîé è ïîïåðå÷íîé ñèë, èçãèáàþùåãî è êðóòÿùåãî (âðàùàþùåãî) ìîìåíòîâ); 6) íàõîäÿò ñóììàðíîå íàïðÿæåíèå äëÿ íàèáîëåå îïàñíî íàãðóæåííîé òî÷êè ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ; 7) ðàññ÷èòûâàþò äîïóñêàåìîå äëÿ ñâàðíîãî øâà íàïðÿæåíèå; 8) ñîïîñòàâèâ ñóììàðíîå íàïðÿæåíèå ñ äîïóñêàåìûì, îïðåäåëÿþò íåîáõîäèìûå äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ðàçìåðû ñå÷åíèÿ (ïðîåêòíûé ðàñ÷åò) èëè äàþò çàêëþ÷åíèå î ïðàâèëüíîñòè çàäàííûõ ðàçìåðîâ øâà (ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò). 2.8. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ Ñâàðíîé êðîíøòåéí (ðèñ. 2.4) ïðèêðåïëåí ê áåòîííîé ñòåíå ñ ïîìîùüþ ÷åòûðåõ áîëòîâ, ïîñòàâëåííûõ ñ çàçîðîì. Äåòàëè êðîíøòåéíà 1 è 2 âûïîëíåíû èç ñòàëè Ñò.3, ñâàðåíû óãëîâûì øâîì ñ êàòåòîì øâà k = 5 ìì. Ñâàðêà ðó÷íàÿ ýëåêòðîäîì îáû÷íîãî êà÷åñòâà. Áîëòû 3 âûïîëíåíû ïî êëàññó ïðî÷íîñòè 4.6. Êðîíøòåéí íàãðóæåí ïîñòîÿííîé ñèëîé F = 10000 Í. Ðàçìåðû: L = 200 ìì; d = 20 ìì; a = b = 200 ìì; l = g = 150 ìì; m = n = 100 ìì; s = 10 ìì. Òðåáóåòñÿ äàòü çàêëþ÷åíèå î ïðî÷íîñòè ñâàðíûõ øâîâ. Ðåøåíèå. 1. Ïîëîæåíèå, ôîðìà è ðàçìåðû îïàñíîãî ñå÷åíèÿ. Ñâàðíîå ñîåäèíåíèå òàâðîâîå, øâû óãëîâûå, èõ ðàññ÷èòûâàþò ïî óñëîâíûì êàñàòåëüíûì íàïðÿæåíèÿì. Îäèí èç ðàçìåðîâ îïàñíîãî ñå÷åíèÿ øâà – áèññåêòðèñà â ðàâíîáåäðåííîì ïðÿìîóãîëüíîì òðåóãîëüíèêå ñ êàòåòîì k (ñì. ðèñ. 2.2, á); âòîðîé – ñóììàðíàÿ äëèíà øâîâ. Íà êàæäîì èç òðåõ ó÷àñòêîâ ñâàðíîãî øâà îïàñíîå ñå÷åíèå íàêëîíåíî ïîä óãëîì 45° ê ïëîñêîñòè ñòûêà äåòàëåé 1 è 2 (ñì. ðèñ. 2.4). 2. Ðàñ÷åòíîå ñå÷åíèå (ðèñ. 2.5). Îíî ïîëó÷åíî ïîâîðîòîì îïàñíîãî ñå÷åíèÿ øâîâ íà ïëîñêîñòü ñòûêà äåòàëåé 1 è 2. 3. Ïîëîæåíèå öåíòðà ìàññ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ (ñì. ðèñ. 2.5). Öåíòð ìàññ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ (òî÷êà Ñ) íàõîäèòñÿ íà îñè ñèììåòðèè y–y, åãî êîîðäèíàòà â ïðèíÿòîé ñèñòåìå êîîðäèíàò xy 10 Ðèñ. 2.4 yC = S x øâà A øâà , ãäå S x øâà – ñòàòè÷åñêèé ìîìåíò ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ øâà îòíîñèòåëüíî îñè x–x; Aøâà – ïëîùàäü ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ øâà. Ôèãóðó, îáðàçîâàííóþ ðàñ÷åòíûì ñå÷åíèåì, ðàçáèâàåì íà òðè ïðÿìîÐèñ. 2.5 óãîëüíèêà I, II, III. Îïðåäåëÿåì ñòàòè÷åñêèå ìîìåíòû êàæäîãî ïðÿìîóãîëüíèêà êàê ïðîèçâåäåíèå åãî ïëîùàäè íà åãî æå êîîðäèíàòó öåíòðà ìàññ: S xøâà = ( n × 0,7k ) = 100 × 0,7 × 5 0,7 × k m + 0,7k + 2[( m + 0,7k ) × 0,7k ] = 2 2 0, 7 × 5 100 + 0,7 × 5 + 2 (100 + 0,7 × 5) × 0,7 × 5 = 2 2 = 38105,375 ìì3; A øâà = n × 0,7k + 2 ( m + 0,7k ) × 0,7k = = 100 × 0,7 × 5 + 2 (100 + 0,7 × 5) × 0,7 × 5 = 1074,5 ìì2; 11 yC = 38105,375 = 35,46 ìì. 1074,5 4. Cèëîâûå ôàêòîðû, äåéñòâóþùèå íà ñîåäèíåíèå. Ïðè ïàðàëëåëüíîì ïåðåíîñå âíåøíåé ñèëû â òî÷êó C – öåíòð ìàññ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ øâà (ðèñ. 2.6) – ïîëó÷àåì öåíòðàëüíóþ ñäâèãàþùóþ ñèëó F = 10000 Í è îòðûâàþùèé ìîìåíò M = F ( L -d ) = 10000 (200 – 20) = 1800000 Í ×ìì. 5. Íàïðÿæåíèÿ â ðàñ÷åòíîì ñå÷åíèè øâà (ñì. ðèñ. 2.6, ýïþðû íàïðÿæåíèé): à) îò öåíòðàëüíîé ñäâèãàþùåé ñèëû F ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåíû ïî ñå÷åíèþ Ðèñ. 2.6 tF = F A øâà = 10000 = 9,31 ÌÏà; 1074,5 á) îò îòðûâàþùåãî ìîìåíòà Ì ïðîïîðöèîíàëüíû ðàññòîÿíèþ äî íåéòðàëüíîé ëèíèè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð ìàññ; ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå â íàèáîëåå óäàëåííûõ òî÷êàõ À t Ì ,max = M W øâà x0 = M × y max øâà I øâà x0 , ãäå W øâà x0 – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ øâà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè x 0 - x 0 , ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð ìàññ (òî÷êó C); I øâà x0 – ìîìåíò èíåðöèè ðàñ÷åòíîãî ñå÷åíèÿ øâà îòíîñèòåëüíî ýòîé îñè; y maxøâà – ðàññòîÿíèå îò íàèáîëåå óäàëåííîé òî÷êè øâà äî íåéòðàëüíîé îñè. Ïðè îïðåäåëåíèè I øâà x0 ôèãóðó, îáðàçîâàííóþ ðàñ÷åòíûì ñå÷åíèåì ñâàðíîãî øâà, ðàçáèâàåì, êàê è ðàíåå, íà òðè ïðÿìîóãîëüíèêà – I, II, III. Èñïîëüçóåì ôîðìóëû ïðåîáðàçîâàíèÿ ìîìåíòîâ èíåðöèè ïðè ïàðàëëåëüíîì ïåðåíîñå îñåé, êîãäà îäíà èç îñåé ÿâëÿåòñÿ öåíòðàëüíîé: 12 2 I I x0 = n ( 0,7k ) 3 100 ( 0,7 × 5) 3 0,7k ö æ + ( n × 0,7k )ç yC + ÷ = 12 2 ø 12 è 2 0,7 × 5 ö æ 4 + 100 × 0,7 × 5 ç 35,46 ÷ = 398084,72 ìì ; 2 ø è 2 I II x0 = I III x0 = 0,7k × ( m + 0,7k ) 3 æ m + 0,7k ö + 0,7k ( m + 0,7k ) ç - yC ÷ = 12 2 è ø 2 = 0,7 × 5 (100 + 0,7 × 5) 3 æ 100 + 0,7 × 5 ö + 0,7 × 5 (100 + 0,7 × 5) ç - 35,46 ÷ = 12 2 è ø = 419504,8 ìì4; I øâà x0 = I Ix0 + 2 × I IIx0 = 398084,72 + 2 × 419504,8 = 1237094,3 ìì4; y max øâà = m + 0,7k - yC = 100 + 0,7 × 5 - 35,46 = 68,04 ìì. Òîãäà t Ì ,max = 1800000 × 68,04 = 99 ÌÏà. 1237094,3 6. Ñóììàðíûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ íàèáîëåå îïàñíî íàãðóæåííîé òî÷êè A. Ñîñòàâëÿþùèå íàïðÿæåíèé â òî÷êå A âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíû, ïîýòîìó t S = ( t F ) 2 + ( t M ,max ) 2 = 9,312 + 99 2 = 99,44 ÌÏà. 7. Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå äëÿ ñâàðíîãî øâà. Òàê êàê ñâàðêà ðó÷íàÿ, ýëåêòðîä îáû÷íîãî êà÷åñòâà, òî ïî òàáë. 2.1 íàéäåì [t ¢]ñð = 0,6 [s] p . Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå íà ðàñòÿæåíèå äëÿ îñíîâíîãî ìåòàëëà [s] p @ 0,7s T . Äëÿ ñòàëè Ñò.3 s T = 220 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1). Òîãäà [t ¢]ñð = 0,6 × 0,7 × 220 = 92,4 ÌÏà. 8. Çàêëþ÷åíèå î ïðî÷íîñòè ñâàðíûõ øâîâ. Òàê êàê âîçíèêàþùèå â øâàõ íàïðÿæåíèÿ t S = 99,44 ÌÏà ïðåâûøàþò äîïóñêàåìûå [t ¢]ñð = 92,4 ÌÏà, òî ïðî÷íîñòü ñâàðíîãî øâà íåäîñòàòî÷íà. Âûïîëíèì ñâàðêó ýëåêòðîäîì óëó÷øåííîãî êà÷åñòâà, â ýòîì ñëó÷àå ïðî÷íîñòü øâà äîñòàòî÷íàÿ, òàê êàê [t ¢]ñð = 0,65 [s] p ; [t ¢]ñð = 0,65 × 0,7 × 220 = 100,1 ÌÏà. 13 3. ÐÅÇÜÁÎÂÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß 3.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ Îáúåêòû çàäàíèé – ãðóïïîâûå ðåçüáîâûå ñîåäèíåíèÿ, âûïîëíåííûå ñ ïîìîùüþ ñòàíäàðòíûõ êðåïåæíûõ äåòàëåé (áîëòîâ, âèíòîâ, øïèëåê è ãàåê), èìåþùèõ ìåòðè÷åñêóþ ðåçüáó ñ êðóïíûì øàãîì ïî ÃÎÑÒ 9150–81, ÃÎÑÒ 8724–81. Îñíîâíûå ïàðàìåòðû ìåòðè÷åñêîé ðåçüáû ïîêàçàíû íà ðèñ. 3.1. Ðàñ÷åò íà ïðî÷íîñòü ñòåðæíÿ áîëòà (âèíòà, øïèëüêè) ïðîâîäÿò ïî äèàìåòðó d3 – âíóòðåííåìó äèàìåòðó ïî äíó âïàäèíû (d3 = d – – 1,2569P, ãäå Ð – øàã ðåçüáû). Çíà÷åíèÿ äèàìåòðà d3 äëÿ áîëòîâ (âèíòîâ, øïèëåê) ñ êðóïíîé ìåòðè÷åñêîé ðåçüáîé ïðèâåäåíû â òàáë. 3.1. Ðàçìåðû áîëòîâ, çàêëþ÷åííûå â ñêîáêè, ìåíåå ïðåäïî÷òèòåëü- Ðèñ. 3.1 íû. Òàáëèöà 3.1 Äèàìåòð d3 áîëòîâ (âèíòîâ, øïèëåê) ñ êðóïíîé ìåòðè÷åñêîé ðåçüáîé Áîëò d3, ìì Áîëò d3, ìì Áîëò d3, ìì M6 4,77 M16 13,55 (M27) 23,32 M8 6,47 (M18) 14,93 M30 25,70 M10 8,16 M20 16,93 M36 31,10 M12 9,85 (M22) 18,93 M42 36,48 (M14) 11,55 M24 20,32 M48 41,87 Ñòàëüíûå êðåïåæíûå äåòàëè (áîëòû, âèíòû è øïèëüêè) â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 1759.4–81 ìîãóò èìåòü 11 êëàññîâ ïðî÷íîñòè. Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ ýòèõ ðåçüáîâûõ äåòàëåé ïðèâåäåíû â òàáë. 3.2. Òàì æå ïðèâåäåíû êëàññû ïðî÷íîñòè ãàåê íîðìàëü14 íîé âûñîòû ïî ÃÎÑÒ 1759.5–87, ñîîòâåòñòâóþùèõ áîëòàì è øïèëüêàì. Ïðè ñòàíäàðòèçàöèè êðåïåæíûõ äåòàëåé îáåñïå÷åíà ðàâíîïðî÷íîñòü ðåçüáû è ñòåðæíÿ âèíòà, ïîýòîìó ïðè ïðàâèëüíîì âûáîðå ãëóáèíû çàâèí÷èâàíèÿ èëè èñïîëüçîâàíèè ãàåê ñòàíäàðòíîé âûñîòû (çà èñêëþ÷åíèåì íèçêèõ) äîñòàòî÷íî ïðîâåðèòü ïðî÷íîñòü ñòðåæíÿ áîëòà (âèíòà èëè øïèëüêè). Òàáëèöà 3.2 Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ ðåçüáîâûõ äåòàëåé Áîëòû, âèíòû, øïèëüêè Ïðåäåë Âðåìåííîå Êëàññ òåêó÷åñòè ñîïðîòèâëåÄèàìåòð ïðî÷- sò , ÌÏà íèå sâð , ðåçüáû íîñòè (ìèíèÌÏà (ìèíèìàëüíûé) ìàëüíîå) > M16 3.6 180 300 £ M16 > M16 4.6 240 400 £ M16 > M16 4.8 320 400 £ M16 5.6 300 500 5.8 400 500 6.6 360 600 6.8 480 600 £ M48 8.8 640 800 9.8 720 900 10.9 900 1000 12.9 1080 1200 Ãàéêè Ñòàëü 10, 10 Kï 20 10, 10 Kï 30,35 10,10Kn, 20,20Kï 35, 45 40à 20, 20Kï 35,35X,35XA,45à 40Ã2,40X,30XÃCA 20Ã2P, 40XHMA 40XHMA Êëàññ ïðî÷íîñòè 4 5 4 5 4 5 6 8 9 10 12 Ïðè ðàñ÷åòå ãðóïïîâûõ ðåçüáîâûõ ñîåäèíåíèé ïîëàãàþò, ÷òî â äàííîì ñîåäèíåíèè âñå áîëòû (âèíòû, øïèëüêè) îäíîãî ðàçìåðà çàòÿíóòû ñ îäèíàêîâîé ñèëîé è ðàñïîëîæåíû ïî ñòûêó ðàâíîìåðíî òàê, ÷òî öåíòð ìàññ ñå÷åíèé áîëòîâ ñîâïàäàåò ñ öåíòðîì ìàññû ñå÷åíèÿ ñòûêà. Ðàñ÷åò íà÷èíàþò ñ îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèÿ öåíòðà ìàññ è ïåðåíîñà ïðèëîæåííîé âíåøíåé íàãðóçêè â ýòîò öåíòð. 3.2. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè ñòûêà ñèëàìè è ìîìåíòàìè Ïðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïðèâåäåí íà ðèñ. 3.2. Îñíîâîé êðèòåðèé ðàáîòîñïîñîáíîñòè – íåñäâèãàåìîñòü. Åå ìîæíî îáåñïå÷èòü ñ ïîìî15 ùüþ áîëòà ñïåöèàëüíîé ôîðìû (ðèñ. 3.3) ïî ÃÎÑÒ 7817–80, ïîñòàâëåííîãî áåç çàçîðà â îòâåðñòèå, êàëèáðîâàííîå ðàçâåðòêîé, èëè ñ ïîìîùüþ áîëòà (ðèñ. 3.4, à), âèíòà (ðèñ. 3.4, á) èëè øïèëüêè (ðèñ. 3.4, â), ïîñòàâëåííûõ â îòâåðñòèÿ ïðèñîåäèíÿåìîé äåòàëè ñ çàçîðîì. Áîëòû óñòàíîâëåíû áåç çàçîðà (ñì. ðèñ. 3.3).  ðàñ÷åòå ïîëàãàþò, ÷òî ôëàíöû ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé âåñüìà æåñòêèå è ìîæíî ïðåíåáðå÷ü èõ äåôîðìàöèÿìè â ïëîñêîñòÿõ, ïàðàëëåëüíûõ ïëîñêîñòè ñòûêà. Íåñäâèãàåìîñòü äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà îáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò ñîïðîòèâëåíèÿ: à) ñðåçó ñòåðæíÿ áîëòà, Ðèñ. 3.2 Ðèñ. 3.3 Ðèñ. 3.4 á) ñìÿòèþ áîêîâîé ïîâåðõíîñòè áîëòà è ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé. Ðàñ÷åò âåäóò, ïîëàãàÿ, ÷òî ñèëû FiF , ïðèõîäÿùèåñÿ íà áîëòû îò äåéñòâèÿ öåíòðàëüíûõ âíåøíèõ ñèë (ñì. ðèñ. 3.2), ðàâíû, ò. å. 16 FiF = F1F = F . z ãäå z – ÷èñëî áîëòîâ. Cèëû, íàãðóæàþùèå áîëòû èç-çà äåéñòâèÿ ìîìåíòà T, ïðîïîðöèîíàëüíû ðàññòîÿíèÿì r i îò áîëòîâ äî öåíòðà ìàññ. Ìàêñèìàëüíî íàãðóæåíû íàèáîëåå óäàëåííûå, íà êîòîðûå äåéñòâóåò ñèëà F1T = T ×10 3 × r max i= z å , r 2i i =1 ãäå r max – ðàññòîÿíèå îò öåíòðà ìàññ äî íàèáîëåå óäàëåííîãî áîëòà. Ðàñ÷åò âåäóò â òàêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè: 1) îïðåäåëÿþò ñèëû, ïðèõîäÿùèåñÿ íà áîëòû îò äåéñòâèÿ îòäåëüíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ; 2) íàõîäÿò äëÿ íàèáîëåå íàãðóæåííîãî áîëòà ïóòåì ãåîìåòðèS ÷åñêîãî ñëîæåíèÿ ñóììàðíóþ äåéñòâóþùóþ íà íåãî ñèëó F1max (ñì. ðèñ. 3.2; ïîäðàçä. 3.7); 3) îïðåäåëÿþò èç ðàñ÷åòà áîëòà íà ñðåç íåîáõîäèìûé äèàìåòð ãëàäêîé ÷àñòè áîëòà (ïðîåêòíûé ðàñ÷åò) èëè ïðîâåðÿþò ïðèãîäíîñòü çàäàííîãî äèàìåòðà (ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò) (ñì. ðèñ. 3.3); 4) îêðóãëÿþò ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå äèàìåòðà ñòåðæíÿ dc äî ñòàíäàðòíîãî (ÃÎÑÒ 7817–80); 5) ðàññ÷èòûâàþò äëèíó áîëòà: à) ïîëíóþ, l; á) íàðåçàííîé ÷àñòè, (l – l2); â) ìèíèìàëüíóþ, ñîïðîòèâëÿþùóþñÿ ñìÿòèþ, hñì; 6) ïðîâåðÿþò ïðàâèëüíîñòü ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ ðàñ÷åòîì íà ñìÿòèå. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ s ñì óñëîâíî ñ÷èòàþò ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûìè ïî ïëîùàäè, ÿâëÿþùåéñÿ ïðîåêöèåé ïîâåðõíîñòè ñìÿòèÿ íà ïëîñêîñòü, ïåðïåíäèêóëÿðíóþ äåéñòâóþùåé ñèëå. Áîëòû (âèíòû, øïèëüêè) óñòàíîâëåíû ñ çàçîðîì (ñì. ðèñ. 3.4). Åñëè îò ðàñ÷åòà íå òðåáóåòñÿ ïîâûøåííàÿ òî÷íîñòü, òî ïðèáëèæåííî ïîëàãàþò, ÷òî íàãðóçêà â ñòûêå ëîêàëèçóåòñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò îòâåðñòèé ïîä áîëòû (èñêëþ÷åíèÿ îãîâîðåíû íèæå). S Ñèëó F1max , äåéñòâóþùóþ íà íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò, îïðåäåëÿþò, êàê è äëÿ áîëòà, ïîñòàâëåííîãî áåç çàçîðà. Óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà (íåñäâèãàåìîñòè) èìååò âèä F1òð = k ñö × F1Smax , (3.1) 17 ãäå F1 òð – ñèëà òðåíèÿ, ñîçäàííàÿ ïðè çàòÿæêå îäíîãî áîëòà (âèíòà, øïèëüêè), kñö – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ (çàïàñà ïî íåñäâèãàåìîñòè), ïðèíèìàþò k ñö ³ 15 ,.  ñâîþ î÷åðåäü, F1òð = Fçàò × f × i , (3.2) ãäå Fçàò – ñèëà çàòÿæêè îäíîãî áîëòà, f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ íà ñòûêå, i – ÷èñëî ðàáî÷èõ ñòûêîâ. Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ ïðèâåäåíû â òàáë. 3.3. Òàáëèöà 3.3 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ f Õàðàêòåðèñòèêà ïàðû òðåíèÿ f  ðåçüáå êðåïåæíûõ áîëòîâ (âèíòîâ, øïèëåê) áåç ïîêðûòèÿ è ñìàçî÷íîãî ìàòåðèàëà 0,12–0,15 Íà òîðöàõ ãàåê, ãîëîâîê âèíòîâ è äðóãèõ ìåòàëëè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòÿõ, ïðîøåäøèõ ìåõàíè÷åñêóþ îáðàáîòêó è ðàáîòàþùèõ áåç ñìàçî÷íîãî ìàòåðèàëà 0,15–0,2  ñîåäèíåíèè ìåòàëë – áåòîí 0,4  ñîåäèíåíèè ìåòàëë – ôðèêöèîííàÿ îáêëàäêà 0,42  ñîåäèíåíèè ìåòàëë – ðåçèíà 0,35  ðåçüáå ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ (ñî ñìàçî÷íûì ìàòåðèàëîì) 0,1 Ïðè íàãðóæåíèè ñîåäèíåíèÿ òîëüêî öåíòðàëüíîé ñäâèãàþùåé ñèëîé F óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà ìîæåò áûòü çàïèñàíî â áîëåå ïðîñòîé ôîðìå: Fòð = Fçàò × f × i × z = k ñö × F , (3.3) ãäå Fòð – ñóììàðíàÿ ñèëà òðåíèÿ íà ñòûêå äåòàëåé. Ïðè íàãðóæåíèè ñîåäèíåíèÿ òîëüêî ñäâèãàþùèì ìîìåíòîì T óñëîâèå îòñóòñòâèÿ ñäâèãà èìååò âèä T òð = k ñö × T ×10 3 , (3.4) ãäå Tòð – ñóììàðíûé ìîìåíò ñèë òðåíèÿ íà ñòûêå äåòàëåé. Ñèëû òðåíèÿ â ñòûêå ñ íåêîòîðûì ïðèáëèæåíèåì îòíîñÿò ê îñÿì áîëòîâ âî âñåõ ñëó÷àÿõ çà èñêëþ÷åíèåì òåõ, êîãäà îäíà èç ñòûêóþùèõñÿ äåòàëåé îáëàäàåò áîëüøîé ïîäàòëèâîñòüþ èëè êîãäà áîëòû ðàñïîëîæåíû âíå ñòûêà äåòàëåé. Ïðèìåð òàêîé êîíñòðóêöèè ïîêàçàí íà ðèñ. 3.5, ãäå ñðåäíèé äèàìåòð òðåíèÿ (ñòûêà) 18 D òð.ñð = D1 + D 2 . 2 Ðàñ÷åòíûå çàâèñèìîñòè äëÿ ñòûêîâ èíûõ ôîðì ïðèâåäåíû â ðàáîòàõ [1 – 4]. Èç óñëîâèé (3.1) – (3.4) íàõîäÿò íåîáõîäèìóþ ñèëó çàòÿæêè Fçàò êàæäîãî èç áîëòîâ. Íà áîëò (âèíò, øïèëüêó) âíåøíÿÿ ñäâèãàþùàÿ íàãðóçêà íå ïåðåäàåòñÿ. Íåîáõîäèìóþ ïëîùàäü Àð ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ áîëòà ïî äèàìåòðó d3 è íåîáõîäèìûé äèàìåòð d3 (à ïî íåìó è íîìèíàëüíûé äèàìåòð ðåçüáû d ) ïðè ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè ñòåðæíÿ áîëòà ïðè çàòÿæêå ñ ñèëîé Fçàò: s= 13 , Fçàò 13 , Fçàò = £ [s] p , Ap p d 32 4 (3.5) ãäå [s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ ñòåðæíÿ áîëòà (ñì. äàëåå ïîäðàçä. 3.6, òàáë. 3.4). Ïðè çàòÿãèâàíèè â ñòåðæíå áîëòà çà ñ÷åò òðåíèÿ â ðåçüáå âîçíèêàþò êàñàòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ êðó÷åíèÿ, ÷òî ó÷èòûâàþò, ââîäÿ êîýôôèöèåíò ïåðåä ñèëîé Fçàò â çàâèñèìîñòü (3.5). Äëÿ ñòàíäàðòíûõ êðåïåæíûõ äåòàëåé ïðè ñðåäíèõ óñëîâèÿõ òðåíèÿ â ðåçüáå ýòîò êîýôôèöèåíò ðàâåí 1,3. Ðèñ. 3.5 3.3. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó Ïðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïðèâåäåí íà ðèñ. 3.6, ãäå Ñ – öåíòð ìàññ ñå÷åíèé áîëòîâ. Ïðè ðàñ÷åòå ïîëàãàþò, ÷òî öåíòðàëüíàÿ âíåøíÿÿ ñèëà 19 íàãðóæàåò áîëòû ðàâíîìåðíî, à ìîìåíò – ïðîïîðöèîíàëüíî èõ ðàññòîÿíèÿì äî íåéòðàëüíîé, öåíòðàëüíîé îñè. Ìàêñèìàëüíî íàãðóæåííûì áóäåò îäèí èëè íåñêîëüêî íàèáîëåå óäàëåííûõ áîëòîâ ñ ðàñêðûâàåìîé ñòîðîíû ñòûêà.  îáùåì ñëó÷àå íóæíî îáåñïå÷èòü: 1) íåðàñêðûòèå ñòûêà, 2) ïðî÷íîñòü áîëòîâ, 3) ïðî÷íîñòü îñíîâàíèÿ (äëÿ íåìåòàëëè÷åñêîãî îñíîâàíèÿ).  îáùåé ôîðìå óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà ìîæåò áûòü çàïèñàíî òàê: s min ñò > 0 , (3.6) ãäå s min ñò – ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ â ñòûêå ïîñëå ïðèëîæåíèÿ âíåøíåé íàãðóçêè. Äëÿ âûïîëíåíèÿ óñëîâèÿ (3.6) ââîäÿò êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî íåðàñêðûòèþ ñòûêà k = 1,3...1,5 (k = 1,1 – äëÿ ìàëîîòâåòñòâåííûõ ñîåäèíåíèé). Èç óñëîâèÿ (3.6) îïðåäåëÿþò íåîáõîäèìóþ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ðàñêðûòèÿ ñòûêà ñèëó Fçàò êàæäîãî áîëòà (âèíòà, øïèëüêè). Âíåøíèå íàãðóçêè (F, M ) ðàñïðåäåëÿþòñÿ ìåæäó ðåçüáîâûìè äåòàëÿìè è ñòûêîì. Íà ðåçüáîâûå äåòàëè äåéñòâóåò ÷àñòü íàãðóçêè, îáîçíà÷àåìàÿ c, íàçûâàåìàÿ êîýôôèöèåíòîì îñíîâíîé íàãðóçêè. Åñëè îò ðàñ÷åòà íå òðåáóåòñÿ ïîâûøåííàÿ òî÷íîñòü, ïðèíèìàþò c = 0,2...0,3 – äëÿ ìåòàëëè÷åñêèõ ñòûêîâ è c = 0,7...0,8 – äëÿ ñòûêà ìåòàëëà ñ áåòîíîì (â äðóãèõ ñëó÷àÿõ ñì. [1 – 4]). Óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà (3.6), âûðàæåííîå ÷åðåç íàïðÿæåíèÿ íà ñòûêå, ïðèíèìàåò âèä s min ñò = s çàò m s FN - s M > 0. (3.7) Íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ íà ñòûêå îò çàòÿæêè áîëòîâ (âèíòîâ èëè øïèëåê) s çàò = Fçàò z , Añò ãäå z – ÷èñëî áîëòîâ íà ñòûêå; Añò – íîìèíàëüíàÿ ïëîùàäü ñòûêà (áåç ó÷åòà íàëè÷èÿ îòâåðñòèé ïîä áîëòû). Íàïðÿæåíèå íà ñòûêå îò äåéñòâèÿ âíåøíåé, íîðìàëüíîé ê ñòûêó ñèëû s FN = 20 FN (1 - c ) . Añò Çíàêè («+» èëè «–») ïåðåä s FN â ôîðìóëàõ: âåðõíèé – ïðè ðàñêðûâàþùåé ñòûê íàãðóçêå, íèæíèé – â òîì ñëó÷àå, êîãäà íàãðóçêà óâåëè÷èâàåò íàïðÿæåíèÿ ñæàòèÿ íà ñòûêå. Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ñòûêå îò îïðîêèäûâàþùåãî ìîìåíòà Ðèñ. 3.6 21 sM = M (1 - c ) , W ñò ãäå Wñò – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñòûêà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè. Åñëè íåéòðàëüíàÿ îñü îáîçíà÷åíà x–x, òî W x ñò = I x ñò , y max ñò ãäå Ix ñò – ìîìåíò èíåðöèè ñòûêà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè; ymax ñò – ðàññòîÿíèå îò íåéòðàëüíîé îñè äî íàèáîëåå óäàëåííûõ òî÷åê ñòûêà ñ ðàçãðóæàåìîé ñòîðîíû ñòûêà. Ïîñëå ââåäåíèÿ êîýôôèöèåíòà çàïàñà ïî íåðàñêðûòèþ k è ïðåîáðàçîâàíèé óñëîâèå íåðàñêðûòèÿ ñòûêà (3.6) ïðèíèìàåò âèä Fçàò = k Añò é M (1 - c ) y maxñò FN (1 - c ) ù ± ê ú, z êë I xñò Añò úû (3.8) îòêóäà âèäíî, ÷òî ïðè îäèíàêîâîì äëÿ ñòûêîâ ðàçíûõ ôîðì çíà÷åíèè ymax ñò íàèáîëåå ðàöèîíàëüíûì áóäåò òîò ñòûê, ó êîòîðîãî èìååò I xñò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå îòíîøåíèå . Ïðè ýòîì áóäåò ìèíèìàëüAñò íûì çíà÷åíèå íåîáõîäèìîé ñèëû Fçàò ïî óñëîâèþ íåðàñêðûòèÿ ñòûêà. Íåîáõîäèìóþ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ áîëòà Ap (ïðîåêòíûé ðàñ÷åò) íàõîäÿò èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè áîëòà s= 13 , Fçàò + cFS âí Ap £ [s] p , (3.9) ãäå êîýôôèöèåíò 1,3 ó÷èòûâàåò ñêðó÷èâàíèå áîëòà ïðè åãî çàòÿæêå; FS âí – ñóììàðíàÿ âíåøíÿÿ ðàñòÿãèâàþùàÿ íàãðóçêà, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò; Ap – ïëîùàäü áîëòà ïî äèàìåòðó d3 (ñì. ïîäðàçä. 3.1) A p = p d 32 4 , [s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ äëÿ áîëòà (ñì. ïîäðàçä. 3.6).  ñâîþ î÷åðåäü, 22 FS âí = M W x âñåõ áîëòîâ ± FN , z ãäå Wx âñåõ áîëòîâ – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ âñåõ áîëòîâ îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè x. Ïðåíåáðåãàÿ ìîìåíòîì ñîïðîòèâëåíèÿ áîëòà îòíîñèòåëüíî ñîáñòâåííîé öåíòðàëüíîé îñè, ìîæíî çàïèñàòü i W x âñåõ áîëòîâ = A P å y i2á y maxá , ãäå yi á – ðàññòîÿíèå îò íåéòðàëüíîé îñè äî íåêîòîðîãî i-ãî áîëòà; ymax á – òî æå, äëÿ íàèáîëåå óäàëåííîãî áîëòà, íàõîäÿùåãîñÿ íà ðàñêðûâàåìîé ñòîðîíå ñòûêà. ×åì áîëüøå Wx âñåõ áîëòîâ , òåì ìåíüøå íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â áîëòå. Ïîýòîìó îïòèìàëüíûì áóäåò òàêîå ðàñïîëîæåíèå áîëSy iá 2 òîâ, ïðè êîòîðîì áóäåò íàèáîëüøèì çíà÷åíèå îòíîøåíèÿ . y maxá Íåìåòàëëè÷åñêîå îñíîâàíèå ïðîâåðÿþò ïî óñëîâèþ ïðî÷íîñòè íà ñìÿòèå s maxñò £ [s]ñì , (3.10) ãäå s maxñò – ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ íà ñòûêå ïîñëå ïðèëîæåíèÿ âíåøíåé íàãðóçêè (ñì. ðèñ. 3.6); [s]ñì – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ (òàáë. 3.5). 3.4. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè ñòûêà è â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó Íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü: 1) íåðàñêðûòèå ñòûêà (ñì. (3.6)); 2) íåñäâèãàåìîñòü (ñì. (3.1)); 3) ïðî÷íîñòü áîëòîâ (ñì. (3.9)); 4) ïðî÷íîñòü îñíîâàíèÿ (ñì. (3.10)), åñëè îíî íåìåòàëëè÷åñêîå. Ðàñ÷åò áîëòîâ íà ïðî÷íîñòü âåäóò ïî áîëüøåé èç äâóõ ñèë çàòÿæêè, íàéäåííûõ èç óñëîâèÿ íåðàñêðûòèÿ è íåñäâèãàåìîñòè. 3.5. Ïðèìåð âûáîðà îïòèìàëüíîãî âàðèàíòà ðàñïîëîæåíèÿ áîëòîâ íà êîëüöåâîì ñòûêå Ñòîéêó 1 (ðèñ. 3.7) íàñòîëüíîãî ñâåðëèëüíîãî ñòàíêà ñ ïîìîùüþ ôëàíöà 2 êðåïÿò øåñòüþ áîëòàìè 3 ê îñíîâàíèþ 4. Íà ñâåðëî äåéñò23 Ðèñ. 3.7 âóåò ñèëà ðåçàíèÿ Fðåç. Îïðåäåëèòü îïòèìàëüíûé âàðèàíò ðàñïîëîæåíèÿ áîëòîâ íà ðàäèóñå R ñòûêà. Ðåøåíèå. Ñèëà ðåçàíèÿ Fðåç ñîçäàåò îïðîêèäûâàþùèé ìîìåíò M = Fðåç × L . Îïòèìàëüíî òàêîå ðàñïîëîæåíèå áîëòîâ, ïðè êîòîðîì áóäåò íàèáîëüøèì îòíîøåíèå (ñì. ïîäðàçä. 3.3) i åy y i2á . maxá Ïðè ðàâíîìåðíîì ðàñïîëîæåíèè áîëòîâ ïî ñòûêó ðàññìîòðèì äâà âîçìîæíûõ âàðèàíòà èõ ïîñòàíîâêè (ðèñ. 3.8).  âàðèàíòå a (ñì. ðèñ. 3.8) äâà áîëòà èìåþò ìàêñèìàëüíîå ðàññòîÿíèå äî îñè x y1á = ymax á = R, ó îñòàëüíûõ ÷åòûðåõ áîëòîâ ðàññòîÿíèå y2á = R × sin 30° = 0,5R . Òîãäà i åy 24 y12á maxá = 2 R 2 + 4 ( 0,5R ) 2 = 3R . R Ðèñ. 3.8  âàðèàíòå á ÷åòûðå áîëòà óäàëåíû îò íåéòðàëüíîé îñè íà ìàêñèìàëüíîå ðàññòîÿíèå y1á = ymax á = R sin 60° = 0,867 R, à äâà äðóãèõ íà y2á = 0. Ñëåäîâàòåëüíî, i åy y i2á maxá = 4 ( 0,867R ) 2 = 3,464 R . 0,867R Âûâîä: îïòèìàëüíûì ÿâëÿåòñÿ âàðèàíò á (ñì. ðèñ. 3.8). 3.6. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà áîëòîâ íà ðàñòÿæåíèå [s] p = s ò s ò , ãäå s ò – ïðåäåë òåêó÷åñòè ìàòåðèàëà áîëòà (ñì. òàáë. 3.2); sò – êîýôôèöèåíò çàïàñà ïðî÷íîñòè. Äëÿ îòâåòñòâåííûõ ðåçüáîâûõ ñîåäèíåíèé ñèëó çàòÿæêè êîíòðîëèðóþò.  ýòîì ñëó÷àå sò = 1,2...1,5. Çíà÷åíèÿ sò ïðè íåêîíòðîëèðóåìîé çàòÿæêå ïðèâåäåíû â òàáë. 3.4. Òàáëèöà 3.4 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà çàïàñà sò ïðè ðàñ÷åòå áîëòîâ (âèíòîâ, øïèëåê) ñ íåêîíòðîëèðóåìîé çàòÿæêîé Ìàòåðèàë áîëòà (âèíòà, øïèëüêè) Äèàìåòð áîëòà d, ìì Ñâûøå 6 äî 16 Ñâûøå 16 äî 30 Ñâûøå 30 äî 60 Óãëåðîäèñòàÿ ñòàëü 5–4 4–2,5 2,5 Ëåãèðîâàííàÿ ñòàëü 6,5–5 5–3,3 3,3 25 Òàáëèöà 3.5 Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà íà ñðåç [ t]ñð è ñìÿòèå [ s]ñì Ìàòåðèàë Ñòàëü ×óãóí Áðîíçà Áåòîí Ðåçèíà [ t]ñð (0,2–0,3)sò – – – – [ s]ñì (0,35–0,45)sò (0,3–0,35)sâð (0,25–0,35)sâð 1,8–2 ÌÏà 2–4 ÌÏà 3.7. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ãðóïïîâîãî ðåçüáîâîãî ñîåäèíåíèÿ, íàãðóæåííîãî â ïëîñêîñòè ñòûêà Áëîê 1 íàòÿæíîãî óñòðîéñòâà (ðèñ. 3.9) íàãðóæåí ñèëîé FQ = = 12000 Í, ñîçäàííîé ìàññîé ãðóçà, è ñèëîé íàòÿæåíèÿ ãîðèçîíòàëüíîãî êàíàòà FK = 12000 Í. Îïîðû îñè áëîêà ðàçìåùåíû â êîðïóñàõ 2. Êàæäûé èç êîðïóñîâ ïðèêðåïëåí äâóìÿ áîëòàìè 3 ê êðîíøòåéíàì 4. Ðèñ. 3.9 26 Êðîíøòåéíû êðåïÿòñÿ ê êîëîííå 6 áîëòàìè 5. ×èñëî áîëòîâ êðåïëåíèÿ êàæäîãî êðîíøòåéíà z = 6. Êëàññ ïðî÷íîñòè áîëòîâ 5.8, îíè ïîñòàâëåíû ñ çàçîðîì. Êðîíøòåéíû 4 è êîëîííà 6 èçãîòîâëåíû èç ãîðÿ÷åêàòàíîé ñòàëè Ñò.3. Ðàçìåðû äåòàëåé: dá = = 200 ìì; l1 = 400 ìì; l2 = 200 ìì; a = 80 ìì; b = 80 ìì; s1 = s2 = = 10 ìì. Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü äèàìåòð áîëòîâ 5. Ðåøåíèå. 1. Ïîëîæåíèå öåíòðà ìàññ áîëòîâ 5. Öåíòð ìàññ áîëòîâ 5 íàõîäèòñÿ â òî÷êå C, íà ïåðåñå÷åíèè îñåé ñèììåòðèè ñîåäèíåíèÿ. 2. Ïåðåíîñ íàãðóçêè â öåíòð ìàññ – òî÷êó C. Íàãðóçêà îò áëîêà ðàñïðåäåëÿåòñÿ ìåæäó äâóìÿ êðîíøòåéíàìè 4. Ìîæíî ðàññìîòðåòü ñîåäèíåíèå îäíîãî êðîíøòåéíà ñ êîëîííîé, íàãðóæåííîå ïîëîâèíîé âíåøíåé íàãðóçêè. Ïðè ïåðåíîñå ñèë FQ/2 è FK/2 â òî÷êó C (ðèñ. 3.10) ïîëó÷àåì ñëåäóþùèå ñèëîâûå ôàêòîðû: âåðòèêàëüíóþ ñäâèãàþùóþ ñèëó Fâ = FQ/2 = 12000/2 = 6000 H; ãîðèçîíòàëüíóþ ñäâèãàþùóþ ñèëó Fã = FK/2 = 12000/2 = 6000 H; ñäâèãàþùèé ìîìåíò T = = FQ æ d á ö FK æ dá ö ç l1 ÷+ ç l2 + ÷= 2 è 2 ø 2 è 2 ø 12000 æ 200 ö 12000 æ 200 ö ç 400 ÷+ ç 200 + ÷ = 3600000 H×ìì. 2 è 2 ø 2 è 2 ø Ðèñ. 3.10 27 3. Íàãðóçêà íà áîëòû îò îòäåëüíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ. Ñîåäèíåíèå âûïîëíåíî ñ ïîìîùüþ øåñòè áîëòîâ. ×åòûðå óãëîâûõ áîëòà óäàëåíû îò òî÷êè C íà ðàññòîÿíèå 2 æaö r1 = b 2 + ç ÷ = 80 2 + 40 2 = 89,443 ìì. è2ø Îñòàëüíûå äâà áîëòà óäàëåíû íà ðàññòîÿíèå r2 = a 80 = = 40 ìì. 2 2 Öåíòðàëüíûå ñäâèãàþùèå ñèëû Fâ è Fã íàãðóæàþò âñå øåñòü áîëòîâ îäèíàêîâûìè ñèëàìè (ðèñ. 3.11): F1Fâ = Fâ 6000 F 6000 = = 1000 H è F1Fã = ã = = 1000 H, z 6 z 6 ãäå F1âF – âåðòèêàëüíàÿ ñèëà; F1ãF – ãîðèçîíòàëüíàÿ. Ðèñ. 3.11  ðåçóëüòàòå ñëîæåíèÿ ñèë F1âF è F1ãF , èìåþùèõ äëÿ âñåõ áîëòîâ îäèíàêîâîå íàïðàâëåíèå, ïîëó÷èì ñèëó F1F , íàïðàâëåííóþ ïîä óãëîì 45° ê âåðòèêàëè: F1F = F1Fâ 2 = 1000 ´ 1,414 = 1414 H. Íàãðóçêà íà áîëòû îò ìîìåíòà ïðîïîðöèîíàëüíà èõ ðàññòîÿíèÿì äî öåíòðà ìàññ. Íà óãëîâûå áîëòû áóäåò äåéñòâîâàòü ñèëà 28 F1T = T × r1 4r12 = + 2r 22 3600000 × 89,44 4 × 89,44 2 + 2 × 40 2 = 9147,78 H. Áîëòû, óäàëåííûå îò öåíòðà ìàññ íà ðàññòîÿíèå r 2 , íàãðóæåíû ìåíüøåé ñèëîé F2T îò äåéñòâèÿ ñäâèãàþùåãî ìîìåíòà. 4. Íàãðóçêà, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò. Íàèáîëåå íàãðóæåííûì áóäåò òîò èç óãëîâûõ áîëòîâ, íà êîòîðûé äåéñòâóþò ñîñòàâëÿþùèå ñèëû, íàèáîëåå áëèçêèå ïî íàïðàâëåíèþ. Ê ñèëå F1F íàèáîëåå áëèçêà ïî íàïðàâëåíèþ ñèëà F1T , äåéñòâóþùàÿ íà áîëò E (ðèñ. 3.11, á). Ýòà ñèëà îáðàçóåò ñ âåðòèêàëüþ óãîë a : sin a = r2 40 = = 0,447, r1 89,44 a = 26°33¢57¢¢. Ñóììàðíàÿ ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà áîëò, F1Smax = ( F1F ) 2 + ( F1T ) 2 + 2 F1F × F1T × cos g , ãäå g = 45° - a = 45° - 26°33 ¢57 ¢¢ = 18° 26 ¢3 ¢¢; F1Smax = 1414 2 + 9147,78 2 + 2 ×1414 × 9147,78 × 0,9487 = 10498,75 H. 5. Íåîáõîäèìàÿ ñèëà çàòÿæêè èç óñëîâèÿ íåñäâèãàåìîñòè (3.1). Ñäâèãà íå áóäåò, åñëè ñèëà òðåíèÿ, ñîçäàííàÿ ïðè çàòÿæêå îäíîãî áîëòà (ñì. (3.2)), F1òð = k ñö × F1Smax , ãäå kñö – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ (çàïàñà ïî íåñäâèãàåìîñS òè), kñö = 1,5; F1max – ñóììàðíàÿ ñäâèãàþùàÿ ñèëà, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà S íàèáîëåå íàãðóæåííûé áîëò, F1max = 10498,75 Í. F1òð = Fçàò × f × i , ãäå f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ, ïðèíèìàåì f = 0,2 (ñì. òàáë. 3.3); i – ÷èñëî ðàáî÷èõ ñòûêîâ (ïî óñëîâèþ i = 1). Òîãäà Fçàò = k ñö × F1Smax f ×i = 15 , ×10498,75 = 78741 H. 0,2 ×1 29 6. Íåîáõîäèìûé äèàìåòð áîëòà èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè çàòÿíóòîãî áîëòà (ñì. (3.5)). Îíî èìååò âèä s= 13 , Fçàò p d 32 4 £ [s] p , ãäå [s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ áîëòà. Çàòÿæêó áîëòîâ íå êîíòðîëèðóþò. Ïðåäïîëàãàåì, ÷òî äèàìåòð áîëòà d áîëüøå 16 ìì. Ïðèíèìàÿ êîýôôèöèåíò çàïàñà sò = 2,5 (ñì. òàáë. 3.4), ïîëó÷àåì [s] p = s ò 400 = = 160 ÌÏà, sT 2,5 ãäå s ò = 400 ÌÏà – ïðåäåë òåêó÷åñòè áîëòîâ êëàññà ïðî÷íîñòè 5.8 (ñì. òàáë. 3.2).  ðåçóëüòàòå d3 ³ 4 ×13 , Fçàò 4 ×1,3 × 78741 = = 28,54 ìì. p [s] p 3,14 ×160 Ïðèãîäíû áîëòû Ì36 ïî ÃÎÑÒ 7796–70 (ñì. òàáë. 1 ïðèëîæåíèÿ 3), ó íèõ d3 = 31,10 ìì ( ñì. òàáë. 3.1). Ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî d > 16 ìì, ïîäòâåðäèëîñü. Ðàññìîòðèì âàðèàíò îïðåäåëåíèÿ äèàìåòðà áîëòîâ 5 (ñì. ðèñ. 3.9) ïðè ïîñòàíîâêå èõ áåç çàçîðà. Êîíñòðóêöèÿ áîëòà ïîêàçàíà íà ðèñ. 3.3. Îïàñíûìè äëÿ ñîåäèíåíèÿ ÿâëÿþòñÿ íàïðÿæåíèÿ ñðåçà äëÿ áîëòà è ñìÿòèÿ äëÿ áîëòà è ñòåíîê îòâåðñòèÿ. Óñëîâèå ïðî÷íîñòè áîëòà íà ñðåç t= F1Smax × 4 pd c2 £ [t]ñð , îòêóäà dc ³ S 4 × F1max p [t]ñð .  ñîîòâåòñòâèè ñ òàáë. 3.5 [t]ñð = ( 0,2...0,3)s T . Ïðèíèìàåì [t]ñð = 0,25s T . Ñîãëàñíî òàáë. 3.2 äëÿ êëàññà ïðî÷íîñòè 5.8 ïðåäåë òåêó÷åñòè s T = 400 ÌÏà. Òîãäà 30 dc ³ 4 ×10498,75 = 1156 , ìì. 314 , × 0,25 × 400 Ïðèíèìàåì ïî ÃÎÑÒ 7817–80 (ñì. òàáë. 3 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]) áîëòû Ì12, ó êîòîðûõ dñ = 13 ìì. Íåîáõîäèìàÿ äëèíà áîëòà (ñì. ðèñ. 3.3) l ¢ = s1 + s 2 + s + H + ( 0,4...0,6 ) d . Ïî ÃÎÑÒ 6402–70 (ñì. òàáë. 6 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]) òîëùèíà ïðóæèííîé íîðìàëüíîé øàéáû s = 3,0 ìì; ïî ÃÎÑÒ 15521–70 (ñì. òàáë. 4 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]) âûñîòà ãàéêè Í = 10 ìì; çàïàñ ðåçüáû íàä ãàéêîé è âûñîòà ïÿòû (îðèåíòèðîâî÷íî) (0,4...0,6)d; l ¢ = 10 + 10 + 3,0 + 10 + (0,4...0,6)12 = 37,8...40,2 ìì. Ïðèíèìàåì ïî ÃÎÑÒ 7817–80 (ñì. òàáë. 3 ïðèëîæåíèÿ 3) l = = 40 ìì, òîãäà l – l2 = 22 ìì; ôàñêà f = 0,5 ìì (ñì. ðèñ. 3.3). Âûñîòà ïîâåðõíîñòè, íà êîòîðîé äåéñòâóþò íàèáîëüøèå íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ s ñì 2 , hñì = l - ( l - l 2 ) - f - s1 = 40 - 22 - 0,5 - 10 = 7,5 ìì. Ïðîâåðÿåì ñîåäèíåíèå íà ïðåäîòâðàùåíèå ñìÿòèÿ ïî óñëîâèþ s ñì 2 = F1Smax Añì = F1Smax hñì × d c £ [s]ñì , ãäå Añì – ïëîùàäü ïðîåêöèè ïîâåðõíîñòè ñìÿòèÿ; [s]ñì – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ. Ñîãëàñíî òàáë. 3.5 [s]ñì = (0,35...0,45)s ò , ïðèíèìàåì [s]ñì = = 0,4 s ò . Äëÿ áîëòîâ s ò = 400 ÌÏà, äëÿ ìàòåðèàëà êðîíøòåéíà (ñòàëü Ñò.3) s ò = 220 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1). Ðàñ÷åò âåäåì ïî íàèìåíåå ïðî÷íîìó ìàòåðèàëó, ò. å. [s]ñì = 0,4 × 220 = 88 ÌÏà; s ñì = 10498,75 = 107,68 ÌÏà. 7,5 ×13 Óñëîâèå ïðî÷íîñòè íå âûïîëíÿåòñÿ äëÿ ìàòåðèàëà êðîíøòåéíà, íî âûïîëíÿåòñÿ äëÿ áîëòîâ, ó êîòîðûõ [s]ñì = 0,4 × 400 = = 160 ÌÏà. Ìåíÿåì ìàòåðèàë êðîíøòåéíà íà áîëåå ïðî÷íûé. Íàçíà÷àåì ñòàëü Ñò.6, ó êîòîðîé s ò = 300 ÌÏà, [s]ñì = 0,4 × 300 = 120 ÌÏà. Åñëè ìàòåðèàë êðîíøòåéíà ïî êàêèì-ëèáî ïðè÷èíàì íåëüçÿ èçìåíèòü, íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü òîëùèíó ëèñòîâ êðîíøòåéíà. Ïîñëå ðàñ÷åòà ìîæíî îïðåäåëèòü, ÷òî òðåáóåìàÿ òîëùèíà s1 = = s2 = 12 ìì. Ïðè ýòîì äëèíà áîëòà l = 45 ìì, à l – l2 = 22 ìì. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè ïîñòàíîâêå áîëòîâ áåç çàçîðà èõ äèàìåòð ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ (Ì12 âìåñòî Ì36). 31 3.8. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ãðóïïîâîãî ðåçüáîâîãî ñîåäèíåíèÿ, íàãðóæåííîãî â ïëîñêîñòè ñòûêà è â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó Èñõîäíûå äàííûå ïðèâåäåíû â ïîäðàçä. 2.8, êîíñòðóêöèÿ ïîêàçàíà íà ðèñ. 2.4. Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü äèàìåòð áîëòîâ 3. Ðåøåíèå. 1. Ïîëîæåíèå öåíòðà ìàññ è äåéñòâóþùèå íà ñîåäèíåíèå ñèëîâûå ôàêòîðû. Ñîåäèíåíèå èìååò äâå îñè ñèììåòðèè, öåíòð ìàññ íàõîäèòñÿ íà èõ ïåðåñå÷åíèè â òî÷êå Î (ðèñ. 3.12). Ïðè ïàðàëëåëüíîì ïåðåíîñå âíåøíåé ñèëû F â òî÷êó Î (ðèñ. 3.13) ïîëó÷àåì äåéñòâóþùóþ íà ñîåäèíåíèå öåíòðàëüíóþ ñäâèãàþùóþ ñèëó F = 10000 Í è îòðûâàþùèé ìîìåíò M1 = F × L = 10000×200 = = 2×106 Í×ìì. ¢ èç óñëîâèÿ íåñäâè2. Íåîáõîäèìàÿ ñèëà çàòÿæêè áîëòà Fçàò ãàåìîñòè (3.3). Îíî èìååò âèä Fòð = k ñö × F , ãäå Fòð – ñèëà òðåíèÿ íà ñòûêå; kñö – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ (çàïàñà ïî íåñäâèãàåìîñòè), k ñö ³ 1,5; F – öåíòðàëüíàÿ âíåøíÿÿ ñäâèãàþùàÿ ñèëà. Ìîìåíò M1 ïåðåðàñïðåäåëÿåò äàâëåíèå íà ñòûêå, Ðèñ. 3.12 Ðèñ. 3.13 íå ìåíÿÿ çíà÷åíèå ñèëû òðåíèÿ.  ñâîþ î÷åðåäü, ¢ × z × f ×i , Fòð = Fçàò ãäå z – ÷èñëî áîëòîâ, z = 4; f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ, f = 0,4 äëÿ ñòûêà ìåòàëë – áåòîí (ñì. òàáë. 3.3); i – ÷èñëî ðàáî÷èõ ñòûêîâ, ïî óñëîâèþ i = 1. Òîãäà ¢ = Fçàò 32 k ñö × F z × f ×i = 15 , ×10000 = 9375 H. 4 × 0,4 ×1 ¢¢ èç óñëîâèÿ (3.6) íå3. Íåîáõîäèìàÿ ñèëà çàòÿæêè áîëòà Fçàò ðàñêðûòèÿ ñòûêà (ñì. ðèñ. 3.13, ýïþðû íàïðÿæåíèé). Îíî èìååò âèä s min ñò > 0 , ãäå s min ñò – ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ íà ñòûêå ïîñëå ïðèëîæåíèÿ âíåøíåé íàãðóçêè.  ñâîþ î÷åðåäü s min ñò = s çàò - s Ì . Çäåñü s çàò = ¢¢ × z Fçàò Añò – íàïðÿæåíèå íà ñòûêå îò çàòÿæêè áîëòîâ; Añò = a × b – ïëîùàäü ñòûêà M (1 - c ) (áåç ó÷åòà îòâåðñòèé ïîä áîëòû); s M = 1 – íàïðÿæåíèå íà W x ñò ñòûêå îò äåéñòâèÿ ìîìåíòà; c – êîýôôèöèåíò îñíîâíîé íàãðóçêè, W x ñò = I x ñò y maxñò – ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñòûêà îòíîñèòåëüíî íåéòðàëüíîé îñè x–x; â íàøåì ñëó÷àå W xñò = ab 2 . 6 Ââîäÿ êîýôôèöèåíò çàïàñà k ïî íåðàñêðûòèþ ñòûêà, ïîëó÷àåì ¢¢ × z Fçàò M (1 - c ) =k 1 ; Añò W x ñò ¢¢ = Fçàò k × M 1(1 - c ) Añò . W x ñò × z Ïðèíèìàåì k = 1,3, c = 0,75 (ñòûê «ìåòàëë – áåòîí»). Òîãäà ¢¢ = Fçàò 13 , × 2 ×10 6 (1 - 0,75) 200 × 200 × 6 200 × 200 2 × 4 = 4875 H. 4. Ïðèíèìàåì ñèëó çàòÿæêè áîëòà Fçàò = 9375 Í (áî' ëüøóþ èç äâóõ íåîáõîäèìûõ). 5. Óñëîâèå ïðî÷íîñòè áîëòà (3.9) ïðèíèìàåò âèä 33 s= 13 , Fçàò + cFS âí Ap £ [s] p , ãäå Ap – ïëîùàäü áîëòà ïî äèàìåòðó d3 (ñì. ïîäðàçä. 3.1); FS âí – ñóììàðíàÿ âíåøíÿÿ ðàñòÿãèâàþùàÿ íàãðóçêà, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà îäèí áîëò. Ñèëû, ïðèõîäÿùèåñÿ íà áîëòû îò äåéñòâèÿ ìîìåíòà, ïðîïîðöèîíàëüíû ðàññòîÿíèÿì yiá îò áîëòîâ äî íåéòðàëüíîé ëèíèè. Ìàêñèìàëüíî íàãðóæåíû áîëòû, íàèáîëåå óäàëåííûå îò íåéòðàëüíîé ëèíèè íà ðàññòîÿíèå ymax á, äîïîëíèòåëüíî ðàñòÿãèâàåìûå ïðè äåéñòâèè ìîìåíòà.  íàøåì ñëó÷àå l l y maxá = ; y i á = y maxá = ; 2 2 FS âí = M 1 y maxá i å y i2á = M1 ×l 2 4( l 2 ) 2 = M1 . 2l 6. Íåîáõîäèìûé äèàìåòð áîëòà. Íåîáõîäèìàÿ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ áîëòà ïî äèàìåòðó d3 13 , Fçàò + c Ap ³ [s] p M1 2l , sT – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå äëÿ ðàñ÷åòà áîëòîâ íà ðàñsT òÿæåíèå; s T – ïðåäåë òåêó÷åñòè ìàòåðèàëà áîëòà; s T – êîýôôèöèåíò çàïàñà ïðî÷íîñòè. Ïðåäïîëàãàåì, ÷òî äèàìåòð áîëòà d ìåíåå 30 ìì, ïðèíèìàåì sT = 4 (ñì. òàáë. 3.4). Äëÿ áîëòîâ êëàññà ïðî÷íîñòè 4.6 s T = 240 ÌÏà (ñì. òàáë. 3.2). Òîãäà ãäå [s] p = 13 , × 9375 + 0,75 Ap ³ d3 ³ 34 240 4 2 ×10 6 2 ×150 = 286,45 ìì2; 4 A1 4 × 286,45 = = 19,1 ìì. p 314 , 7. Çàêëþ÷åíèå ïî ðåçóëüòàòàì ðàñ÷åòà áîëòîâ. Ïðèãîäåí áîëò Ì24, ïî ÃÎÑÒ 7796–70 (ñì. òàáë. 1 ïðèëîæåíèÿ 3) ó íåãî d3 = = 20,32 ìì (ñì. òàáë. 3.1). Ïðåäïîëîæåíèå î òîì, ÷òî d < 30 ìì, ïîäòâåðäèëîñü. 8. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè áåòîííîãî îñíîâàíèÿ: s maxñò = s çàò + s ì £ [s]ñì , ãäå s maxñò – ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ñòûêå; [s]ñì – äîïóñêàåìîå äëÿ áåòîíà íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ; [s]ñì = 1,8 ÌÏà (ñì. òàáë. 3.5). Òîãäà s maxñò = + Fçàò × z M 1(1 - c ) 9375 × 4 + = + Añò W ñò x 200 × 200 2 ×10 6 (1 - 0,75) × 6 200 × 200 2 = 131 , ÌÏà. Îñíîâàíèå äîñòàòî÷íî ïðî÷íîå. Ðàññìîòðèì âàðèàíò ðàñ÷åòà áîëòîâ êðåïëåíèÿ êðîíøòåéíà ê áåòîííîé ñòåíå (ñì. ðèñ. 2.4) â òîì ñëó÷àå, êîãäà òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü êëàññ ïðî÷íîñòè áîëòîâ ïðè èçâåñòíûõ îãðàíè÷åíèÿõ íà èõ äèàìåòð (íàçíà÷àåìûõ èç óñëîâèé ðàçìåùåíèÿ áîëòîâ è âîçìîæíîñòè çàòÿæêè èõ ñòàíäàðòíûì íàêèäíûì êëþ÷îì). Ðåøèì ïðèìåð ïðè óñëîâèè, ÷òî äèàìåòð áîëòîâ d äîëæåí óäîâæ a -nö ëåòâîðÿòü óñëîâèþ: d £ 0,37 ç ÷. è 2 ø Ìàêñèìàëüíî âîçìîæíûé äèàìåòð áîëòà æ a -nö æ 200 - 100 ö d £ 0,37 ç ÷ = 0,37 ç ÷ = 18,5 ìì. 2 è 2 ø è ø Íàçíà÷àåì áîëòû Ì16 ïî ÃÎÑÒ 7796–70 (ñì. òàáë. 1 ïðèëîæåíèÿ 3), ó êîòîðûõ äèàìåòð d3 = 13,55 ìì (ñì. òàáë. 3.1). Èñïîëüçóÿ ïðèâåäåííûå âûøå â ðåøåíèè ïðèìåðà çàâèñèìîñòè, ïîëó÷àåì s= FS âí = 13 , Fçàò + cFS âí Ap £ [s] p ; M1 pd 2 s ; A p = 3 ; [s] p = ò . 2l 4 sò 35 Íàçíà÷àåì êîýôôèöèåíò çàïàñà ïðî÷íîñòè áîëòà sò = 4 (ñì. òàáë. 3.4), òîãäà ïðèãîäíûìè áóäóò áîëòû, èìåþùèå ïðåäåë òåêó÷åñòè ìàòåðèàëà s ò (13 , Fçàò + c sò ³ Ap M1 2l = æ 2 ×10 6 ö÷ 4 ç 13 , × 9375 + 0,75 ç 2 ×150 ÷ø = è = 457,32 ÌÏà. 314 , ×13,835 2 4 Ïðèãîäíû áîëòû êëàññà ïðî÷íîñòè 6.8, ó êîòîðûõ s ò = = 480 ÌÏà (ñì. òàáë. 3.2). 3.9. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ýëåìåíòîâ ðåçüáû Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ýëåìåíòîâ ðåçüáû íåîáõîäèìà ïðè èñïîëüçîâàíèè: 1) ìåëêèõ ðåçüá ñ ñîîòíîøåíèåì ( d P ) > 9 (ãäå P – øàã ðåçüáû); 2) íèçêèõ ãàåê; 3) ìàòåðèàëîâ êîðïóñîâ èëè ãàåê ñ ìàëîé ïðî÷íîñòüþ (ñóùåñòâåííî íèæå ïðî÷íîñòè ìàòåðèàëà áîëòà).  ðåçüáå âîçíèêàþò íàïðÿæåíèÿ ñðåçà è ñìÿòèÿ (ðèñ. 3.14). Ñìÿòèå äëÿ êðåïåæíîé ðåçüáû íå îïàñíî, åñëè åå ïðî÷íîñòü ïî ñðåçó îáåñïå÷åíà. Íàïðÿæåíèå ñðåçà â ðåçüáå áîëòà (âèíòà) tá = F £ [t]ñð.á , p D1 × k á × H ã × k m â ðåçüáå ãàéêè (êîðïóñà) tã = F £ [t]ñð.ã , p d ×k ã ×H ã ×k m ãäå Hã – âûñîòà ãàéêè; [t]ñð.á è [t]ñð.ã – äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà íà ñðåç ðåçüáû áîëòà è ãàéêè (ñì. òàáë. 3.5); ká, kã – êîýôôèöèåíòû ïîëíîòû ðåçüáû äëÿ áîëòà è ãàéêè, õàðàêòåðèçóþùèå äëèíó ëèíèè êîíòàêòà âèòêîâ (òàáë. 3.6); km – êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé íåðàâíîìåðíîñòü äåôîðìèðîâàíèÿ âèòêîâ ïî âûñîòå ãàéêè (òàáë. 3.7). Ðèñ. 3.14 36 Òàê êàê d > D1, òî ïðè îäèíàêîâûõ ìàòåðèàëàõ áîëòà è ãàéêè áîëåå îïàñíûì ïî ñðåçó âèòêîâ áóäåò áîëò. Íà ïðàêòèêå äëÿ ãàåê èñïîëüçóþò ìåíåå ïðî÷íûå ìàòåðèàëû, ÷åì äëÿ áîëòîâ. Ïðè çàâèí÷èâàíèè âèíòîâ è øïèëåê â êîðïóñíûå äåòàëè äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàâíîïðî÷íîñòè ðåçüáû è ñòåðæíÿ âèíòà (øïèëüêè) íåîáõîäèìà ãëóáèíà çàâèí÷èâàíèÿ, óêàçàííàÿ â òàáë. 3.8. Òàáëèöà 3.6 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ ïîëíîòû ðåçüáû áîëòà ká è ãàéêè kã â çàâèñèìîñòè îò òèïà ðåçüáû Ìåòðè÷åñêàÿ ká = 0,75 kã = 0,87 Òðàïåöåèäàëüíàÿ Óïîðíàÿ ká = kã = 0,65 ká = kã = 0,736 Òàáëèöà 3.7 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà km äëÿ ñîåäèíåíèé ñòàëüíûìè áîëòàìè (âèíòàìè, øïèëüêàìè) sâð.á sâð.ã * > 1,3 £ 1,3 Øàã ðåçüáû km Êðóïíûé è ïåðâûé ìåëêèé 0,7–0,75 Âòîðîé è áîëåå ìåëêèé 0,65–0,7 Ëþáîé 0,55–0,6 Ïðèìå÷àíèå: sâð.á è sâð.ã – âðåìåííîå ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ áîëòà è ãàéêè ñîîòâåòñòâåííî. Òàáëèöà 3.8 Íåîáõîäèìàÿ ãëóáèíà çàâèí÷èâàíèÿ l1 ñòàëüíûõ âèíòîâ è øïèëåê ñ âðåìåííûì ñîïðîòèâëåíèåì sâð @ 400...500 ÌÏà Ðåçüáîâàÿ äåòàëü Øïèëüêà Âèíò Ñòàëü, áðîíçà 1d (1...1,25)d Ìàòåðèàë êîðïóñà ×óãóí ñåðûé 1,25d (1,25...1,5)d Ëåãêèå ñïëàâû 2d (2...2,5)d 4. ÏÅÐÅÄÀ×À ÂÈÍÒ – ÃÀÉÊÀ ÑÊÎËÜÆÅÍÈß 4.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ  ïåðåäà÷àõ âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ ïðè áîëüøèõ îñåâûõ ñèëàõ îäíîãî íàïðàâëåíèÿ îáû÷íî ïðèìåíÿþò óïîðíóþ ðåçüáó ïî ÃÎÑÒ 10177–82, ïðè äâóõñòîðîííåì íàïðàâëåíèè íàãðóçêè – òðàïåöåèäàëüíóþ ïî ÃÎÑÒ 24737–81, ÃÎÑÒ 24738–81 (ðèñ. 4.1, ãäå à – óïîðíàÿ ðåçüáà; á – òðàïåöåèäàëüíàÿ ðåçüáà). Äëÿ ïåðåäà÷, ó êîòîðûõ 37 ÊÏÄ íå èìååò ñóùåñòâåííîãî çíà÷åíèÿ, à òàêæå äëÿ îñîáî òî÷íûõ ïåðåäà÷ ïðèáîðîâ ïðèìåíÿþò ìåòðè÷åñêóþ ðåçüáó ïî ÃÎÑÒ 9150–81, ÃÎÑÒ 8724–81, ÃÎÑÒ 24705–81 (ñì. ðèñ. 3.1). Óãîë ìåæäó áîêîâîé ñòîðîíîé ïðîôèëÿ è ïåðïåíäèêóëÿðîì ê îñè ðåçüáû íàçûâàþò óãëîì íàêëîíà áîêîâîé ñòîðîíû è îáîçíà÷àþò g. Çíà÷åíèÿ îòíîøåíèé ðàáî÷åé âûñîòû ïðîôèëÿ ðåçüáû H1 ê øàãó ðåçüáû P, íàçûâàåìûõ êîýôôèöèåíòàìè âûñîòû ðåçüáû, è óãëîâ g ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 4.1. Òàáëèöà 4.1 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà âûñîòû ðåçüáû è óãëà íàêëîíà ðàáî÷åé ñòîðîíû ïðîôèëÿ ðåçüáû Ðèñ. 4.1 Òèï ðåçüáû Êîýôôèöèåíò âûñîòû H ðåçüáû 1 P Óãîë íàêëîíà ðàáî÷åé ñòîðîíû ïðîôèëÿ ðåçüáû g 0 Óïîðíàÿ 0,75 3 Òðàïåöåèäàëüíàÿ 0,5 15 Ìåòðè÷åñêàÿ 0,54 30 Âûñîòó ãàéêè ïåðåäà÷è îáîçíà÷àþò Íã, êîýôôèöèåíò âûñîòû ãàéH êè y H = ã , ãäå d2 – ñðåäíèé äèàìåòð ðåçüáû. d2 Äëÿ ïðåäñòàâëåííûõ â çàäàíèÿõ íåðàçúåìíûõ ãàåê ïðèíèìàþò y H = 1,2...2,5. Âèíòû èçãîòîâëÿþò èç òåðìè÷åñêè óëó÷øåííûõ èëè çàêàëåííûõ ñòàëåé 40Õ, 45 è äðóãèõ, ðåæå èç ãîðÿ÷åêàòàíûõ ñòàëåé 35, 45 (äëÿ ðåäêî ðàáîòàþùèõ, ìàëîîòâåòñòâåííûõ ïåðåäà÷); ãàéêè – èç áðîíç 38 010Ô1, À9ÆÇË. Ãàéêè ìàëîíàãðóæåííûõ ïåðåäà÷ ïðè ìàëûõ ñêîðîñòÿõ ñêîëüæåíèÿ è ãàéêè íåîòâåòñòâåííûõ ïåðåäà÷ âûïîëíÿþò èç àíòèôðèêöèîííîãî ÷óãóíà À×Ñ-3 èëè ñåðîãî ÷óãóíà Ñ× 20.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ (ðåäêî ðàáîòàþùàÿ ïåðåäà÷à, ìàëûå ñêîðîñòè ñêîëüæåíèÿ, íåîáõîäèìîñòü ñâàðêè ãàéêè) ãàéêè âûïîëíÿþò èç ñòàëè 35 èëè Ñò.3. Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ îïðåäåëÿþò ïî òàáë. 1.1, äîïóñêàåìîå äàâëåíèå â âèòêàõ ðåçüáû [p] – ïî òàáë. 4.2. Òàáëèöà 4.2 Çíà÷åíèÿ äîïóñêàåìîãî äàâëåíèå â âèòêàõ ðåçüáû ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ [ð] Ìàòåðèàëû [ð], ÌÏà Íåçàêàëåííàÿ ñòàëü – ñåðûé ÷óãóí 5 Íåçàêàëåííàÿ ñòàëü – áðîíçà 9 Çàêàëåííàÿ ñòàëü – áðîíçà, àíòèôðèêöèîííûé ÷óãóí 12 Ñòàëü – ñòàëü 16 4.2. Ðàñ÷åò íà èçíîñîñòîéêîñòü Ðàñ÷åò íà÷èíàþò ñ îïðåäåëåíèÿ ñðåäíåãî äèàìåòðà ðåçüáû d2 èç óñëîâèÿ îáåñïå÷åíèÿ èçíîñîñòîéêîñòè ðåçüáû. Çàâèñèìîñòü p £ [ p] , ãäå ð – äàâëåíèå (íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ), âîçíèêàþùåå íà áîêîâîé ïîâåðõíîñòè âèòêîâ, ïîñëå ïðåîáðàçîâàíèÿ ïðåäñòàâëÿþò äëÿ ïðîåêòíîãî ðàñ÷åòà â ôîðìå d 2¢ ³ FA , H1 p y H [ p] P ãäå d 2¢ – íåîáõîäèìûé ñðåäíèé äèàìåòð ðåçüáû; FA – îñåâàÿ ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà ïåðåäà÷ó. Ïîëó÷åííîå ïðè ðàñ÷åòå çíà÷åíèå d 2¢ îêðóãëÿþò äî çíà÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ÃÎÑÒó, îòêóäà âûïèñûâàþò ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû ðåçüáû: d, P, d2, d3, D1, D4. Ïîäñ÷èòûâàþò H ã = y H × d 2 è îêðóãëÿþò äî çíà÷åíèÿ èç ðÿäà Ra40, ïðèâåäåííîãî â ïðèëîæåíèè 2. 4.3. Ïðîâåðêà îáåñïå÷åíèÿ ñàìîòîðìîæåíèÿ Ïðè íåîáõîäèìîñòè ïðîâåðÿþò âûïîëíåíèå óñëîâèÿ ñàìîòîðìîæåíèÿ: j¢ > y , 39 f – ïðèâåäåííûé óãîë òðåíèÿ, f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ cos g P â ðåçüáå (ñì. òàáë. 3.3); y = arctg h – óãîë ïîäúåìà âèíòîâîé ëèíèè pd 2 ïî ñðåäíåìó äèàìåòðó d2, ãäå Ph – õîä ðåçüáû. ãäå j ¢ = arctg 4.4. Ïðîâåðêà íà óñòîé÷èâîñòü Ñæàòûå âèíòû ïðîâåðÿþò íà óñòîé÷èâîñòü. Ïðîâåðêó íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü òîëüêî ïðè ãèáêîñòè âèíòà mL l= ³ 40 , i ãäå m – êîýôôèöèåíò ïðèâåäåíèÿ äëèíû; L – ðàñ÷åòíàÿ äëèíà ñæàòîãî ó÷àñòêà âèíòà; i – ðàäèóñ èíåðöèè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âèíòà. Îäíà èç îïîð âèíòà – ãàéêà. Ãàéêó ñ÷èòàþò øàðíèðíîé îïîðîé ïðè H y H = ã £ 2 è çàäåëêîé ïðè y H > 2.  âèíòîâûõ ïåðåäà÷àõ, ïðèâåd2 äåííûõ â çàäàíèÿõ, çàêðåïëåíèå äðóãîãî êîíöà âèíòà ñ÷èòàþò øàðíèðíûì. Êîýôôèöèåíòû ïðèâåäåíèÿ äëèíû m äëÿ ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèé îïîð ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4.2. Ïðè ðàáîòå äîìêðàòà â óñëîâèÿõ, êîãäà íåâîçìîæíî ïðåäîòâðàòèòü ñìåùåíèå òî÷êè êîíòàêòà åãî ñ îáúåêòîì îòíîñèòåëüíî îñè äîìêðàòà, ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèíÿòü y H > 2. Ñõåìà çàêðåïëåíèÿ åãî êîíöîâ, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ýòîìó ñëó÷àþ, ïîêàçàíà íà ðèñ. 4.2, â. Ðàñ÷åò âåäóò äëÿ íàèáîëåå îïàñíîãî ñëó÷àÿ, ïðèíèìàÿ ðàñ÷åòíóþ H äëèíó ñæàòîãî ó÷àñòêà L = l max + ã , ãäå lmax – ìàêñèìàëüíàÿ ðàáî÷àÿ 2 Hã äëèíà âèíòà; ñëàãàåìîå ââîäÿò äëÿ ó÷åòà çàçîðîâ â ðåçüáå. 2 Ðàäèóñ èíåðöèè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âèíòà i= I , A ãäå I – îñåâîé ìîìåíò èíåðöèè ñå÷åíèÿ; A – ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ. Ïðåíåáðåãàÿ óæåñòî÷àþùèì äåéñòâèåì âèòêîâ ðåçüáû, ïðèíèìàþò I= 40 pd 34 pd 2 ; A= 3, 64 4 Ðèñ. 4.2 ãäå d3 – âíóòðåííèé äèàìåòð ðåçüáû âèíòà.  ýòîì ñëó÷àå ðàäèóñ èíåðöèè i= I d3 = . A 4 Áîëåå òî÷íîå îïðåäåëåíèå ìîìåíòà èíåðöèè äàíî â ðàáîòàõ [1, 2]. Ïðè èñïîëüçîâàíèè îáúåäèíåííîãî óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè (äîïóñòèìî ïðè ëþáîé ãèáêîñòè l) óñëîâèå îáåñïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîñòè ïðèíèìàåò âèä s ñæ = FA pd 32 4 £ j [s]ñæ , sT – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ. 3 Êîýôôèöèåíò ñíèæåíèÿ äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé j îïðåäåëÿþò ïî òàáë. 4.3. ãäå [s]ñæ = Òàáëèöà 4.3 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà j ñíèæåíèÿ äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé äëÿ ñòàëüíûõ ñòåðæíåé ïðè ðàñ÷åòå íà óñòîé÷èâîñòü l 30 50 60 j 0,91 0,86 0,82 l 100 120 140 j 0,51 0,37 0,29 41 l 80 j 0,70 l 160 j 0,24 Äëÿ ñòàëüíûõ âèíòîâ ïðè ãèáêîñòè l ³ 100 ñïðàâåäëèâà ôîðìóëà Ýéëåðà. Îíà äàåò áîëåå òî÷íûå ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà. Ñîãëàñíî ôîðìóëå Ýéëåðà êðèòè÷åñêàÿ ñèëà, ïðè êîòîðîé âèíò òåðÿåò óñòîé÷èâîñòü, Fêðèò = p 2 EI ( mL ) 2 .  ýòîì ñëó÷àå óñëîâèå óñòîé÷èâîñòè ñòàëüíîãî âèíòà èìååò âèä sy = Fêðèò FA ³ 2 K3, ãäå sy – êîýôôèöèåíò çàïàñà óñòîé÷èâîñòè. Ìåíüøèå çíà÷åíèÿ sy ïðèíèìàþò ïðè âûñîêîé òî÷íîñòè îïðåäåëåíèÿ äåéñòâóþùèõ íàãðóçîê è äîñòîâåðíîñòè ðàñ÷åòíîé ñõåìû. 4.5. Ïîñòðîåíèå ýïþð ñèë è ìîìåíòîâ. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè òåëà âèíòà è ãàéêè Äëÿ ïîñòðîåíèÿ ýïþð êðóòÿùèõ (âðàùàþùèõ) ìîìåíòîâ, äåéñòâóþùèõ íà âèíò, íàõîäÿò ìîìåíò Tp â ðåçüáå, ìîìåíò Tò íà òîðöå è ìîìåíò Tçàâ çàâèí÷èâàíèÿ: Tçàâ = Tp + Tò; Tp = FA × d2 tg ( y + j ¢) ; 2 ãäå d2 – ñðåäíèé äèàìåòð ðåçüáû (îñòàëüíûå îáîçíà÷åíèÿ ñì. ïîäðàçä. 4.3); Tò = FA × f Dñð.ò 2 , ãäå f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ íà òîðöå (ñì. òàáë. 3.3). Ñðåäíèé äèàìåòð òîðöà âèíòà (ãàéêè) Dñð.ò = D max + D min , 2 ãäå D max , D min – íàèáîëüøèé è íàèìåíüøèé äèàìåòðû òîðöåâîé ïîâåðõíîñòè. (Òîðöåâóþ ïîâåðõíîñòü ãàéêè îïðåäåëÿþò, ïðèíèìàÿ D max ðàâíûì ðàçìåðó ïîä êëþ÷). 42 Äëÿ âèíòîâ îòâåòñòâåííîãî íàçíà÷åíèÿ ïðîâîäÿò óòî÷íåííóþ ïðîâåðêó ïðî÷íîñòè òåëà âèíòà è ãàéêè. Äëÿ îïàñíûõ ñå÷åíèé îïðåäåëÿþò äåéñòâóþùèå â íèõ íîðìàëüíûå s è êàñàòåëüíûå t íàïðÿæåíèÿ. ×èñëîâûå çíà÷åíèÿ äåéñòâóþùèõ íàãðóçîê íàõîäÿò ïî ýïþðàì ñèë è ìîìåíòîâ. Îáùèé âèä óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ÷åòâåðòîé òåîðèè ïðî÷íîñòè: s ý = s 2 + 3t 2 £ [s] p , sò . 3  ïåðåäà÷àõ ñ ðó÷íûì ïðèâîäîì ïðèíèìàþò ñèëó îäíîãî ðàáî÷åãî (îïåðàòîðà) ïðè íîðìàëüíîé ðàáîòå Fðàá = 100 Í. Äëèíó âîðîòêà èëè äèàìåòð ìàõîâè÷êà îïðåäåëÿþò, ïðèðàâíèâàÿ ìîìåíò çàâèí÷èâàíèÿ ê ìîìåíòó, ñîçäàâàåìîìó ðàáî÷èì (îïåðàòîðîì). Äèàìåòð âîðîòêà íàõîäÿò èç óñëîâèÿ åãî ïðî÷íîñòè ïî èçãèáó â íàèáîëåå îïàñíîì ñå÷åíèè, ïîëàãàÿ, ÷òî ðàáî÷èé ìîæåò êðàòêîâðåìåííî ðàçâèòü ñèëó Fmax ðàá = 300 Í. Êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî òåêó÷åñòè äëÿ âîðîòêà ìîæíî ïðèíÿòü sò = 1,3. Ïðè ðàñ÷åòå âñåõ âèäîâ ñîåäèíåíèé, ïðåïÿòñòâóþùèõ ïðîâîðîòó ãàéêè (êëååâûõ, ñ íàòÿãîì, ñâàðíûõ è ò. ï.), òàêæå ïîëàãàþò, ÷òî ðàáî÷èé ìîæåò êðàòêîâðåìåííî ïðèëîæèòü ñèëó Fmax ðàá = 300 H. ãäå [s] p – äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèÿ; [s] p = 4.6. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà Äëÿ ñêðåïëåíèÿ ïàêåòà ëèñòîâ ñèëîé FA = 16000 Í èñïîëüçóþò ñòðóáöèíó (ðèñ. 4.3). Âèíò 1 èìååò ìåòðè÷åñêóþ ðåçüáó ñ êðóïíûì øàãîì. Ñòðóáöèíà âûïîëíåíà èç ñòàëè Ñò.3. Ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà âèíòà lmax = 200 ìì. Äèàìåòð ãîëîâêè âîðîòêà Dã @ 2d2; äèàìåòð òîðöà âèíòà d ò < d 3. Òðåáóåòñÿ: 1) îïðåäåëèòü ðàçìåðû âèíòà, âûñîòó ãàéêè, ðàçìåðû âîðîòêà; 2) ïîñòðîèòü ýïþðû íîðìàëüíîé ñèëû è êðóòÿùåãî ìîìåíòà äëÿ âèíòà. Ðåøåíèå. 1. Ìàòåðèàëû è òåðìîîáðàáîòêà. Ïåðåäà÷à îòíîñèòñÿ ê ÷èñëó ðåäêî ðàáîòàþùèõ. Ãàéêà âûïîëíåíà èç ñòàëè Ñò.3, âèíò – èç ãîðÿ÷åêàòàíîé ñòàëè 45. Äëÿ íåå ïðåäåë òåêó÷åñòè s ò = 360 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1). 2. Äîïóñêàåìîå óäåëüíîå äàâëåíèå â âèòêàõ ðåçüáû [p] = 16 ÌÏà (ñì. òàáë. 4.2). 43 3. Êîýôôèöèåíò âûñîòû ìåòðè÷åñêîé H ðåçüáû 1 = 0,54, óãîë íàêëîíà ðàáî÷åé P ñòîðîíû ïðîôèëÿ g = 30° (ñì. òàáë. 4.1). 4. Ïðèíèìàåì êîýôôèöèåíò âûñîòû ãàéêè y H = H ã d 2 = 16 (ðåêîìåíäóåòñÿ , y H = 1,2...2,5). 5. Ñðåäíèé äèàìåòð ðåçüáû d 2¢ , èç óñëîâèÿ îáåñïå÷åíèÿ èçíîñîñòîéêîñòè d 2¢ ³ Ðèñ. 4.3 d 2¢ ³ FA , H1 p y H [ p] P 16000 = 19,2 314 , × 0,54 ×16 , ×16 ìì. 6.  ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 9150–81, ÃÎÑÒ 8724–81, ÃÎÑÒ 24705–81 (ñì. òàáë. 7 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]) ïðèíèìàåì ðåçüáó Ì24 ñ êðóïíûì øàãîì èç ïåðâîãî ïðåäïî÷òèòåëüíîãî ðÿäà äèàìåòðîâ. Ïàðàìåòðû ðåçüáû, ìì: Íàðóæíûé äèàìåòð ðåçüáû d . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Øàã ðåçüáû P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Ñðåäíèé äèàìåòð ðåçüáû d2 . . . . . . . . . . . . . . 22,051 Âíóòðåííèé äèàìåòð ðåçüáû ãàéêè D1 . . . . . . . . . 20,752 Âíóòðåííèé äèàìåòð ïî äíó âïàäèíû (ñì. òàáë. 3.1) d3 . 20,32 7. Ïðîâåðÿåì âûïîëíåíèå óñëîâèÿ ñàìîòîðìîæåíèÿ j ¢ > y . f Ïðèâåäåííûé óãîë òðåíèÿ j ¢ = arctg . Ïðèíèìàåì êîýôôèöèåíò cos g òðåíèÿ â ðåçüáå f = 0,1 (ñì. òàáë. 3.3), òîãäà j ¢ = arctg 0,1 0,1 = arctg = 6,587° . cos 30° 0,866 Óãîë ïîäúåìà âèíòîâîé ëèíèè ïî ñðåäíåìó äèàìåòðó d2: y = arctg Ph 3 = arctg = 2°29 ¢. p d2 314 , × 22,051 Óñëîâèå ñàìîòîðìîæåíèÿ 6,587° > 2°29 ¢ âûïîëíÿåòñÿ. Çàïàñ äîñòàòî÷íûé. 44 8. Âûñîòà ãàéêè H ã = y H × d 2 = 16 , × 22,051 = 35,28 ìì. Ïðèíèìàåì Hã = 36 ìì (ñì. ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2). 9. Äèàìåòð ãîëîâêè âîðîòêà Dã = 2d2 = 2 × 22,051 = 44,102 ìì. Ïðèíèìàåì Dã = 45 ìì (ñì. ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2). 10. Äèàìåòð òîðöà âèíòà dò < d3 = 20,32 ìì. Ïðèíèìàåì dò = = 20 ìì (ñì. ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2). 11. Ãèáêîñòü âèíòà l = m ×L i . Òàê êàê y H = H ã d 2 = = 36/22,051 = 1,63 < 2, ãàéêó ñ÷èòàåì øàðíèðíîé îïîðîé. Íèæíÿÿ îïîðà âèíòà òàêæå øàðíèðíàÿ. Ðàñ÷åòíàÿ äëèíà ñæàòîãî ó÷àñòêà âèíòà L = l max + Hã 36 = 200 + = 218 ìì. 2 2 Ðàäèóñ èíåðöèè i= d 3 20,32 = = 5,08 ìì. 4 4 Ãèáêîñòü l= 1× 218 = 42,9 . 5,08 12. Ïðîâåðêà âèíòà íà óñòîé÷èâîñòü ïî îáúåäèíåííîìó óñëîâèþ ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè FA p d 32 4 < j [s]ñæ . Êîýôôèöèåíò ñíèæåíèÿ äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé j = 0,88 ïðè l = 42,9 (ñì. òàáë. 4.3). Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ âèíòà [s]ñæ = s ò 360 = = 120 ÌÏà. 3 3 Îáúåäèíåííîå óñëîâèå ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè: 16000 < 0,88 ×120 ; 49,34 < 105,6 . 314 , × 20,32 2 4 Óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ, ñëåäîâàòåëüíî, âèíò ÿâëÿåòñÿ ïðî÷íûì è óñòîé÷èâûì. 13. Ìîìåíò â ðåçüáå 45 Tp = FA × d2 tg ( y + j ¢), 2 22,051 tg ( 2°29 ¢ + 6,587° ) = 28162 H × ìì . 2 14. Ìîìåíò íà òîðöå âèíòà Dñð.ò Tò = FA × f × , 2 ãäå f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ íà òîðöå, f = 0,2 (ñì. òàáë. 3.3); Dñð.ò – ñðåäíèé äèàìåòð òîðöà âèíòà.  íàøåì ñëó÷àå T p = 16000 × Dñð.ò = d ò 2 = 20 2 = 10 ìì; T ò = 16000 × 0,2 ×10 2 = 16000 H × ìì . 15. Ìîìåíò çàâèí÷èâàíèÿ T çàâ = T p + T ò = 28162 + 16000 = 44162 H × ìì . 16. Ýïþðû íîðìàëüíûõ ñèë è êðóòÿùèõ ìîìåíòîâ, äåéñòâóþùèõ íà âèíò, ïðèâåäåíû íà ðèñ. 4.4. 17. Äëèíà âîðîòêà lâîð. Ïðèíèìàåì Fðàá = 100 Í. Òîãäà T çàâ = Fðàá × l âîð ; l âîð T çàâ 44162 = = 442 ìì. Fðàá 100 Ïðèíèìàåì lâîð = 450 ìì (ñì. ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2). 18. Äèàìåòð âîðîòêà èç óñëîâèÿ åãî ïðî÷íîñòè ïî èçãèáó. Ïðèíèìàåì, ÷òî êðàòêîâðåìåííî ðàáî÷èé ìîæåò ïðèëîæèòü ìàêñèìàëüíóþ ñèëó Fmax ðàá = 300 Í. Âîðîòîê èçãîòîâëåí èç ñòàëè 45, ó êîòîðîé ïðåäåë òåêó÷åñòè s ò = 360 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1). Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ïî èçãèáó äëÿ âîðîòêà (ïðè sò = 1,3) s 360 [s] è = ò = = 277 ÌÏà. sò 13 , Îïàñíîå ïî èçãèáó ñå÷åíèå âîðîòêà À–À è ýïþðà èçãèáàþùåãî ìîìåíòà äëÿ íåãî ïîêàçàíû íà ðèñ. 4.4. Äëÿ ýòîãî ñå÷åíèÿ sè îòêóäà 46 D ö æ Fmax ðàá ç l âîð - ã ÷ 2 ø M è = è = £ [s] è , 3 W 0,1 d âîð Ðèñ. 4.4 d âîð D ö æ 45 ö æ 10 × Fmax ðàá ç l âîð - ã ÷ 10 × 300 ç 450 - ÷ 3 2 3 2 ø è ø = è = 16,6 ìì. ³ [s] è 277 Ïðèíèìàåì dâîð = 17 ìì (ñì. ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2). 5. ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß Ñ ÍÀÒßÃÎÌ 5.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ Îáúåêòû çàäàíèé – ñîåäèíåíèÿ ñ íàòÿãîì ïî öèëèíäðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè. Ïðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïîêàçàí íà ðèñ. 5.1, ãäå 1 – îõâàòûâàåìàÿ äåòàëü; 2 – îõâàòûâàþùàÿ äåòàëü. Íîðìàëüíîå ê ïîâåðõíîñòè êîíòàêòà äàâëåíèå, âîçíèêàþùåå ïðè ñáîðêå çà ñ÷åò ñèë óïðóãîñòè, îáîçíà÷åíî p. Ðàññ÷èòûâàÿ ñîåäèíåíèå, íåîáõîäèìî: à) îáåñïå÷èòü ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ âîñïðèíèìàòü çàäàííóþ íàãðóçêó; á) ïðîâåðèòü ïðî÷íîñòü äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ; 47 Ðèñ. 5.1 â) óñòàíîâèòü íåîáõîäèìûå óñëîâèÿ ñáîðêè (ñèëó çàïðåññîâêè, òåìïåðàòóðó íàãðåâà èëè îõëàæäåíèÿ). Íàòÿã â ñîåäèíåíèè îáåñïå÷èâàþò ïðè èçãîòîâëåíèè äåòàëåé ïî ñòàíäàðòíûì ïîñàäêàì ñ íàòÿãîì (ÃÎÑÒ 25347–82). Êàæäîé ïîñàäêå ñîîòâåòñòâóþò ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ òàáëè÷íûõ (èçìåðåííûõ) ìèíèìàëüíîãî Nmin è ìàêñèìàëüíîãî Nmax íàòÿãîâ. Ïðèíèìàþò ðàñïðåäåëåíèå äåéñòâèòåëüíûõ ðàçìåðîâ äåòàëåé ïî íîðìàëüíîìó çàêîíó. Íà ðèñ. 5.2 ïîêàçàíû ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòåé îòêëîíåíèé ðàçìåðîâ îòâåðñòèé è âàëîâ îò íîìèíàëüíîãî ðàçìåðà. Ïðåäåëüíûå ðàçìåðû âñòðå÷àþòñÿ ðåäêî. Ïîýòîìó îòðåçàþò «õâîñòû» ðàñïðåäåëåíèÿ äåéñòâèòåëüíûõ ðàçìåðîâ è íàòÿãîâ (íà ðèñ. 5.2 óñå÷åííûå çîíû çà÷åðíåíû) è äîïóñêàþò, òåì ñàìûì, îïðåäåëåííûé ðèñê. Ïîëó÷åííûå òàêèì îáðàçîì íàòÿãè íàçûâàþò âåðîÿòíîñòíûìè (Np min, Np max). Ïðè ñòåïåíè ðèñêà, ðàâíîé 0,27 %, èõ îïðåäåëÿþò ïî çàâèñèìîñòè N p min/ max = N m m 0,5 ( TD ) 2 + ( Td ) 2 , (5.1) ãäå Nm – ñðåäíèé òàáëè÷íûé íàòÿã, TD è Td – äîïóñêè îòâåðñòèÿ è âàëà ñîîòâåòñòâåííî.  ñâîþ î÷åðåäü Nm = es + ei ES + EI , 2 2 ãäå es, ei – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ ðàçìåðà âàëà îò íîìèíàëà; ES, EI – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ îòâåðñòèÿ. 48 Ðèñ. 5.2 Íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ ðàññ÷èòûâàþò ïî ìèíèìàëüíîìó âåðîÿòíîñòíîìó íàòÿãó ïîñàäêè Np min, ïðî÷íîñòü äåòàëåé è óñëîâèÿ ñáîðêè – ïî ìàêñèìàëüíîìó âåðîÿòíîñòíîìó íàòÿãó Np max. Ïðè ñáîðêå ñîåäèíåíèÿ ìèêðîíåðîâíîñòè ïîâåðõíîñòåé êîíòàêòà ÷àñòè÷íî äåôîðìèðóþòñÿ, óìåíüøàÿ íàòÿã, ÷òî ó÷èòûâàþò ñ ïîìîùüþ ïîïðàâêè (5.2) u R = k 1R a1 + k 2 R a 2 , ãäå k1 è k2 – êîýôôèöèåíòû; Ra1 è Ra2 – ñðåäíèå àðèôìåòè÷åñêèå îòêëîíåíèÿ ïðîôèëÿ ñîïðÿãàåìûõ ïîâåðõíîñòåé, ìêì. Ïðè Ra > 1,25 ìêì k = 5. Ïðè R a £ 1,25 ìêì k = 6. Ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ âåäóò ïî ðàñ÷åòíûì íàòÿãàì* d, ìåíüøèì èçìåðåííûõ N: (5.3) d = N -uR. Îïðåäåëÿþò ðàñ÷åòíûå íàòÿãè d min è d max , ñîîòâåòñòâóþùèå âåðîÿòíîñòíûì íàòÿãàì N p min è N p max : d min = N p min - u R ; d max = N p max -uR. (5.4)  îáëàñòè óïðóãèõ äåôîðìàöèé äàâëåíèÿ ïðîïîðöèîíàëüíû ðàñ÷åòíûì íàòÿãàì. (Íàòÿãó d min ñîîòâåòñòâóåò äàâëåíèå p min , íàòÿãó d max – p max .) 5.2. Îáåñïå÷åíèå ñïîñîáíîñòè ñîåäèíåíèÿ ïåðåäàâàòü çàäàííóþ íàãðóçêó Ñîåäèíåíèå ñïîñîáíî ïåðåäàâàòü âñå âèäû íàãðóçîê. Îñåâóþ ñèëó FA, êðóòÿùèé (âðàùàþùèé) ìîìåíò T, à òàêæå òî è äðóãîå îäíîâðåìåííî ñîåäèíåíèå ïåðåäàåò çà ñ÷åò ñèë òðåíèÿ íà ñîïðÿæåííûõ ïî*  îáùåì ñëó÷àå ðàñ÷åòíûé íàòÿã d îïðåäåëÿþò, ââîäÿ äîïîëíèòåëüíóþ ïîïðàâêó íà òåìïåðàòóðíóþ äåôîðìàöèþ è îñëàáëåíèå íàòÿãà ïîä äåéñòâèåì öåíòðîáåæíûõ ñèë (ñì. [1 – 4]). 49 âåðõíîñòÿõ, èçãèáàþùèé ìîìåíò M è ðàäèàëüíóþ ñèëó FR – çà ñ÷åò ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ äàâëåíèÿ p. Äàâëåíèå p, íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåäà÷è çàäàííûõ îñåâîé ñèëû FA è êðóòÿùåãî (âðàùàþùåãî) ìîìåíòà T, îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ñäâèãà (ñì. ðèñ. 5.1) p= k × FS , pdl f 2 æ 2T ×10 3 ö ÷ , FS = F A2 + ç ç ÷ d è ø (5.5) ãäå FS – ñóììàðíàÿ ñèëà; d è l – äèàìåòð è äëèíà ñîåäèíåíèÿ; k – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ; f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ (ñöåïëåíèÿ) (òàáë. 5.1). Òàáëèöà 5.1 Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ â ñîåäèíåíèÿõ ñ íàòÿãîì Ðàñ÷åò ïðî÷íîñòè ñîåäèíåíèÿ Îïðåäåëåíèå ñèëû Ìàòåðèàë äåòàëåé Ñáîðêà ïðåññîâàíèïðåññîâàíèÿ, fï Ñáîðêà íàãðåâîì, f åì, f Ñòàëü – ñòàëü 0,08 0,14 0,22 Ñòàëü – ÷óãóí 0,07 0,10 0,14 Ñòàëü (÷óãóí) – áðîíçà (ëàòóíü) 0,05 0,07 0,10 Ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå è íåïîäâèæíûõ äåòàëÿõ ïðèíèìàþò k = 2. Ïðè äåéñòâèè íà îõâàòûâàåìóþ äåòàëü çíàêîïåðåìåííûõ íàïðÿæåíèé èçãèáà (âàëû, âðàùàþùèåñÿ îòíîñèòåëüíî âåêòîðà íàãðóçêè) êîýôôèöèåíò çàïàñà óâåëè÷èâàþò. Ïðè âûïîëíåíèè äîìàøíèõ çàäàíèé â òàêèõ ñëó÷àÿõ ìîæíî ïðèíÿòü k ³ 3. Áîëåå òî÷íûå çíà÷åíèÿ k ïðèâåäåíû â [7]. Åñëè ñîåäèíåíèå íàãðóæåíî èçãèáàþùèì ìîìåíòîì Ì, òî íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåäà÷è ìîìåíòà äàâëåíèå, ïðè êîòîðîì íå ïðîèçîéäåò ðàñêðûòèÿ ñòûêà, áóäåò ðàâíî p= 5 M ×10 3 , (5.6) 0,83FR . dl (5.7) dl 2 à ïðè äåéñòâèè ðàäèàëüíîé ñèëû FR p= 50 Íàãðóæåíèå ñîåäèíåíèÿ ìîìåíòîì M è ñèëîé FR íå âëèÿåò íà åãî ñïîñîáíîñòü ïåðåäàâàòü êðóòÿùèé ìîìåíò T è îñåâóþ ñèëó FA äî òåõ ïîð, ïîêà íå ïðîèçîéäåò ðàñêðûòèå ñòûêà. Äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè ïðèãîäíà ïîñàäêà, ó êîòîðîé (5.8) p min ³ p, ãäå pmin – äàâëåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå ìèíèìàëüíîìó ðàñ÷åòíîìó íàòÿãó d min ; p – ïîòðåáíîå äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè äàâëåíèå, íàéäåííîå ïî çàâèñèìîñòÿì (5.5) – (5.7), ÌÏà. Äàâëåíèå p ñâÿçàíî ñ ðàñ÷åòíûì íàòÿãîì d (â ìêì) ôîðìóëîé Ëÿìý C ö æC d = p × d çç 1 + 2 ÷÷ ×10 3 , E è 1 E2 ø (5.9) ãäå C1 è C2 – êîýôôèöèåíòû äåôîðìàöèè äåòàëåé: C1 = C2 = 1+ ( d1 d ) 2 1- ( d1 d ) 2 1+ (d d 2 ) 2 1-(d d 2 ) 2 - m 1; + m 2. Çäåñü è äàëåå âåëè÷èíû ñ èíäåêñîì 1 îòíîñÿòñÿ ê îõâàòûâàåìîé äåòàëè, ñ èíäåêñîì 2 – ê îõâàòûâàþùåé (ñì. ðèñ. 5.1). Ìîäóëè óïðóãîñòè ïåðâîãî ðîäà ìàòåðèàëîâ E è êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà m (ñì. òàáë. 1.1). Äèàìåòðû d1, d, d2 ïîêàçàíû íà ðèñ. 5.1. (Äëÿ ñïëîøíîãî âàëà d1 = 0.)  ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå ïî íàéäåííîìó èç çàâèñèìîñòåé (5.5) – (5.7) çíà÷åíèþ p îïðåäåëÿþò ïî (5.9) íåîáõîäèìûé ðàñ÷åòíûé íàòÿã d; â ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå, çíàÿ d, íàõîäÿò ñîîòâåòñòâóþùåå åìó äàâëåíèå p= d ×10 -3 C ö æC d çç 1 + 2 ÷÷ è E1 E 2 ø . (5.10) Ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûé ïî óñëîâèþ ïåðåäà÷è çàäàííîé íàãðóçêè èçìåðåííûé íàòÿã [N ] min = d + u R , (5.11) ãäå d – íåîáõîäèìûé ðàñ÷åòíûé íàòÿã ïî (5.9); u R – ïîïðàâêà íà îáìÿòèå ìèêðîíåðîâíîñòåé (ñì. (5.2)). 51 5.3. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé Ïðè ñáîðêå äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ â íèõ âîçíèêàþò íàïðÿæåíèÿ. Ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè ìîãóò îñëàáèòü íàòÿã, ïîýòîìó îáû÷íî îãðàíè÷èâàþò ïðåäåëàìè òåêó÷åñòè íàèáîëüøèå ýêâèâàëåíòíûå íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â ñîáðàííûõ äåòàëÿõ. Óñëîâèå îòñóòñòâèÿ íåäîïóñòèìûõ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé (5.12) p max £ p ò min , ãäå pmax – äàâëåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå ìàêñèìàëüíîìó ðàñ÷åòíîìó íàòÿãó d max ; pò min – ìåíüøåå èç äâóõ çíà÷åíèé: ðò1, pò2; p ò1 = 0,5s ò1[1 - ( d 1 d ) 2 ] è p ò2 = 0,5s ò2 [1 - ( d d 2 ) 2 ] – äàâëåíèÿ, ïðè êîòîðûõ âîçíèêàþò ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè â îõâàòûâàåìîé è îõâàòûâàþùåé äåòàëÿõ ñîîòâåòñòâåííî. Äëÿ õðóïêèõ ìàòåðèàëîâ ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå äàâëåíèÿ íàõîäÿò ïî àíàëîãè÷íûì çàâèñèìîñòÿì, ïîäñòàâëÿÿ â íèõ âìåñòî ïðåäåëîâ òåêó÷åñòè s òi óñëîâíûå ïðåäåëû òåêó÷åñòè, à åñëè íåò ñâåäåíèé î íèõ, òî âðåìåííî' å ñîïðîòèâëåíèå s âi .  ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå äàâëåíèå pmax îïðåäåëÿþò ïî (5.10), ïîäñòàâèâ d max â ôîðìóëó âìåñòî d. Íàòÿã, ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìûé ïî óñëîâèþ ïðî÷íîñòè ñîáðàííûõ äåòàëåé, [N ] max = p ò min d + uR. p (5.13) 5.4. Óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè  ïðîåêòíîì è ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòàõ óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè ìîãóò áûòü çàïèñàíû òàê: N p min ³ [N ] min ; N p max < [N ] max , (5.14) ãäå N p min , N p max – ìèíèìàëüíûé è ìàêñèìàëüíûé âåðîÿòíîñòíûå íàòÿãè ïîñàäêè (ñì. (5.1)). Êàê ïðàâèëî, ïîñàäêó íàçíà÷àþò â ñèñòåìå îòâåðñòèÿ. Ïîäáèðàþò åå, çàäàâàÿñü ïîëåì äîïóñêà îòâåðñòèÿ â îõâàòûâàþùåé äåòàëè â ñåäüìîì êâàëèòåòå: Í7 (ðåæå â âîñüìîì: Í8) (ñì. [6, 7]). 52  òàáë. 10 ïðèëîæåíèÿ 3 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ âåðîÿòíîñòíûõ íàòÿãîâ N p min è N p max ïðè âåðîÿòíîñòè íåðàçðóøåíèÿ ñîåäèíåíèÿ p = 0,9986 äëÿ ïîñàäîê ñ íàòÿãîì â ñèñòåìå îòâåðñòèÿ.  äðóãèõ ñëó÷àÿõ ýòè âåëè÷èíû ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ôîðìóëå (5.1), èñïîëüçóÿ òàáë. 11 è 12 ïðèëîæåíèÿ 3.  ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè ìîãóò áûòü çàïèñàíû è â âèäå p min ³ p; p max < p ò min . 5.5. Óñëîâèÿ ñáîðêè Îáû÷íî ñáîðêó îñóùåñòâëÿþò ïðåññîâàíèåì èëè íàãðåâîì îõâàòûâàþùåé äåòàëè (èëè îõëàæäåíèåì îõâàòûâàåìîé). Íå îá õî äè ìóþ ñè ëó ïðåñ ñî âà íèÿ îï ðå äå ëÿ þò ïî çà âè ñè ìî ñòè (5.15) Fï = p d l p max f ï , ãäå fï – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ïðè ïðåññîâàíèè (ñì. òàáë. 5.1). Òåìïåðàòóðà íàãðåâà îõâàòûâàþùåé äåòàëè, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ñáîðêè (â îÑ), t 2 = 20° + N p max + z ñá d × a 2 ×10 3 , (5.16) ãäå zñá – çàçîð, íåîáõîäèìûé äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ëåãêîñòè ñáîðêè, ìêì, îáû÷íî zñá @ 10 ìêì; a 2 – òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ îõâàòûâàþùåé äåòàëè. Äëÿ ñòàëè a = 12 ×10 -6 ° Ñ -1, äëÿ ÷óãóíà a = 10 ×10 -6 ° C -1, äëÿ áðîíçû a = 19 ×10 -6 ° C -1. Íàãðåâ – íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé ñïîñîá ñáîðêè. Äîïóñòèìà òà òåìïåðàòóðà íàãðåâà [t ], ïðè êîòîðîé íå ïðîèñõîäÿò ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ ìàòåðèàëà: äëÿ ñòàëè [t] = 230...250 oÑ; äëÿ áðîíçû [t] = 150...200 oÑ. Òåìïåðàòóðà îõëàæäåíèÿ îõâàòûâàåìîé äåòàëè, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ñáîðêè, t 1 = 20° - N p max + z ñá d × a 1 ×10 3 . (5.17) 5.6. Ïðèìåð ïîäáîðà ïîñàäêè ñ íàòÿãîì Ïðÿìîçóáîå çóá÷àòîå êîëåñî ïåðåäàåò êðóòÿùèé (âðàùàþùèé) ìîìåíò T = 400 Í×ì (ðèñ. 5.3). Âàë âû ïîë íåí èç ñòà ëè 45, óëó÷ øåí 53 íîé äî 270 ÍÂmin, êîëåñî – èç ñòàëè 40Õ, óëó÷øåííîé äî 269...302 ÍÂ. Ñáîðêà îñóùåñòâëÿåòñÿ íàãðåâîì êîëåñà. Òðåáóåòñÿ ïîäîáðàòü ïîñàäêó äëÿ ïåðåäà÷è êðóòÿùåãî ìîìåíòà. Ðåøåíèå. 1. Äàâëåíèå p, íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåäà÷è êðóòÿùåãî (âðàùàþùåãî) ìîìåíòà T (ñì. (5.5)): p= k × 2 × T ×10 3 p ×d 2 ×l × f . Êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ k = 3 (âàë âðàùàåòñÿ). Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ f = 0,14 (ñì. òàáë. 5.1, ñòàëü – ñòàëü, ñáîðêà íàãðåâîì). Ðàçìåðû ñîåäèíåíèÿ: d = 50 ìì, l = 60 ìì. Òîãäà p= 3 × 2 × 400 ×10 3 314 , × 50 2 × 60 × 0,14 = 36,38 ÌÏà. 2. Íåîáõîäèìûé ðàñ÷åòíûé íàòÿã d (ñì. (5.9)): C ö æC d = p × d çç 1 + 2 ÷÷ ×10 3 , E è 1 E2 ø Ðèñ. 5.3 ãäå ðàçìåðíîñòü d, ìêì. Ìîäóëè óïðóãîñòè ïåðâîãî ðîäà E1 = E 2 = Eñòàëè = 2,1×10 5 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1). Âàë ïîëûé, äèàìåòð îòâåðñòèÿ â âàëå d1 = 10 ìì. Íàðóæíûé äèàìåòð ñòóïèöû ñ÷èòàåì ðàâíûì äèàìåòðó d2. Êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà m 1 = m 2 = m ñòàëè = 0,3 (ñì. òàáë.1.1). Êîýôôèöèåíòû äåôîðìàöèè äåòàëåé C1 = C2 = 54 1+ ( d1 d ) 2 1- ( d1 d ) 2 1+ (d d 2 ) 2 1-(d d 2 ) 2 - m1 = + m2 = 1 + (10 50 ) 2 1 - (10 50 ) 2 1 + ( 50 85) 2 1 - ( 50 85) 2 - 0,3 = 0,783; + 0,3 = 2,358 . Ñëåäîâàòåëüíî, æ 0,783 2,358 ö÷ 3 d = 36,38 × 50 ç + ×10 = 27,2 ìêì. ç 2,1×10 5 2,1×10 5 ÷ è ø 3. Ïîïðàâêà íà îáìÿòèå ìèêðîíåðîâíîñòåé (ñì. (5.2)) u R = k 1R a1 + k 2 R a 2 . Çàäàíû ñðåäíèå àðèôìåòè÷åñêèå îòêëîíåíèÿ ïðîôèëåé ñîïðÿãàåìûõ ïîâåðõíîñòåé R a1 = 0,8 ìêì; R a2 = 1,6 ìêì (ñì. ðèñ. 5.3); k1 è k2 – êîýôôèöèåíòû, çàâèñÿùèå îò Ra1 è Ra2, k1 = 6, k2 = 5; u R = 6 × 0,8 + 5 ×16 , = 12,8 ìêì. 4. Ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûé èçìåðåííûé íàòÿã (ñì. (5.11)) [N ] min = d + u R = 27,2 + 12,8 = 40 ìêì. 5. Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìûé ïî óñëîâèþ ïðî÷íîñòè äåòàëåé íàòÿã (ñì. (5.13)) [N ] max = p ò min × d + uR, p ãäå p ò min = min ( p ò1 è p ò2 ). Ïðè ýòîì p ò1 = s ò1 [1 - ( d 1 d ) 2 ], 2 ãäå s ò1 – ïðåäåë òåêó÷åñòè äëÿ ìàòåðèàëà âàëà, ÌÏà; s ò1 = = 650 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1, ñòàëü 45 ïðè 270 HBmin); p ò1 = 650 [1 - (10 50 ) 2 ] = 312 ÌÏà, 2 p ò2 = s ò2 [1 - ( d d 2 ) 2 ]. 2 Çäåñü s ò2 – ïðåäåë òåêó÷åñòè ìàòåðèàëà êîëåñà, ÌÏà; s ò2 = = 750 ÌÏà (ñì. òàáë. 1.1, ñòàëü 40Õ ïðè 270 HBmin). Òîãäà p ò2 = 750 [1 - ( 50 85) 2 ] = 245,24 ÌÏà. 2  èòîãå p ò min = p ò2 = 245,24 ÌÏà, 55 245,24 × 27,2 + 12,8 = 196,2 ìêì. 36,38 [N ] max = 6. Óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè (5.14) èìåþò âèä N N p min p max ³ [N ] min = 40 ìêì; < [N ] max = 196,2 ìêì, ãäå N p min è N p max – ìèíèìàëüíûé è ìàêñèìàëüíûé âåðîÿòíîñòíûå íàòÿãè ïîñàäêè ñîîòâåòñòâåííî: N p min = N m - 0,5 ( TD ) 2 + ( Td ) 2 ; N p max = N m + 0,5 ( TD ) 2 + ( Td ) 2 ; Nm = es + ei ES + EI . 2 2 Çäåñü Nm – ñðåäíèé íàòÿã ïîñàäêè; es è ei – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ âàëà; ES è EI – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ îòâåðñòèÿ; TD è Td – äîïóñê îòâåðñòèÿ è âàëà. 7. Ðàññ÷èòûâàåì ìèíèìàëüíûé N p min è ìàêñèìàëüíûé N p max âåðîÿòíîñòíûå íàòÿãè ïîñàäîê ñ íàòÿãîì â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 25347–82 â ñèñòåìå îòâåðñòèÿ äëÿ äèàìåòðà 50 ìì ïðè âûïîëíåíèè îòâåðñòèÿ ñ ïîëåì äîïóñêà Í7 (òàáë. 5.2; òàáë. 10 ïðèëîæåíèÿ 3; [6,7]). 56 Òàáëèöà 5.2 Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà, ìêì Ïîñàäêà H 7 p6 H 7 r6 H 7 s6 TD H7 t 6 H 7 s7 H 7 u7 25 Td 16 25 ES 25 ei 26 34 43 54 43 70 es 42 50 59 70 68 95 Nm 21,5 29,5 38,5 49,5 43 70 (TD )2 + (Td )2 29,7 35,36 N p min 6,65 14,65 23,65 34,65 25,32 52,32 N p max 36,35 44,35 53,35 64,35 60,68 87,68 8. Ïðèãîäíà ïîñàäêà H 7/u7, ó êîòîðîé N p min = 52,32 ìêì > > [N ] min = 40 ìêì è N p max = 87,68 ìêì < [N ] max = 196,2 ìêì.  îáîñíîâàííûõ ñëó÷àÿõ äîïóñêàåòñÿ âûáîð ïîñàäêè, íå âõîäÿùåé â ÷èñëî ðåêîìåíäîâàííûõ, èëè ïðîâåäåíèå ñåëåêòèâíîé ñáîðêè [1 – 3]. 9. Òåìïåðàòóðà íàãðåâà êîëåñà (â °Ñ) (ñì. (5.16)) t 2 = 20° + N p max + z ñá d × a 2 ×10 3 , ãäå zñá – çàçîð äëÿ ëåãêîñòè ñáîðêè, ìêì zñá = 10 ìêì; a 2 – êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ äëÿ ìàòåðèàëà êîëåñà (ñòàëè), a 2 = 12 ×10 -6 ° C -1. Òîãäà t 2 = 20° + 87,68 + 10 50 ×12 ×10 -6 ×10 3 = 182,8 ° C » 183 ° C < [t ] = 250 ° C. 5.7. Ïðèìåð îïðåäåëåíèÿ ñèëû ïðåññîâàíèÿ Îïðåäåëèòü ñèëó ïðåññîâàíèÿ ïîäøèïíèêà ¹ 1207 â îòâåðñòèå ñàòåëëèòà (ðèñ. 5.4, à, ãäå 1 – ïîäøèïíèê; 2 – ñàòåëëèò). Ðàçìåðû d, D, B è r ïðèíÿòü ïî ñòàíäàðòó (ðèñ. 5.4, á ), ðàñ÷åòíàÿ òîëùèíà íàðóæíîãî êîëüöà ïîäøèïíèêà h = 0,17 (D – d). Ñàòåëëèò ñ÷èòàòü âòóëêîé ñ íàðóæíûì äèàìåòðîì d f = 85 ìì. Ñõåìà ïîëåé äîïóñêîâ ïîñàäêè íàðóæíîãî êîëüöà ïîäøèïíèêà ïîêàçàíà íà ðèñ. 5.4, â. Íèæíåå îòêëîíåíèå íàðóæíîãî äèàìåòðà ïîäøèïíèêà ei = = –13 ìêì. 57 Ðèñ. 5.4 Ðåøåíèå. 1. Äëÿ ïîäøèïíèêà ¹ 1207 d = 35 ìì, D = 72 ìì, B = = 17 ìì, r = 2 ìì (ñì. [6]). Îáîçíà÷åíèÿ ðàçìåðîâ ñîåäèíåíèÿ, ïðèíÿòûå äëÿ ðàñ÷åòà äåòàëåé, ñîáèðàåìûõ ñ íàòÿãîì, ïîêàçàíû íà ðèñ. 5.4, ã); d = 72 ìì, d 1 = d - 2 h = d - 2 × 0,17 ( D - d ) = 72 - 2 × 0,17 ( 72 - 35) = = 59,42 ìì. d 2 = d f = 85 ìì, l = B - 2r = 17 - 2 × 2 = 13 ìì. Ïî òàáë. 11 ïðèëîæåíèÿ 3 äëÿ Æ 72 ìì âåëè÷èíà äîïóñêà â 7-ì êâàëèòåòå ðàâíà 30 ìêì. Ïî òàáë. 12 ïðèëîæåíèÿ 3 âåðõíåå îòêëîíåíèå îòâåðñòèÿ ñ ïîëåì N ES = –20 + D = –20 + 11 = –9 ìêì. Ïîëÿ äîïóñêîâ ïîñàäêè íàðóæíîãî êîëüöà ïîêàçàíû íà ðèñ. 5.4, ä. 2. Ìàêñèìàëüíûé âåðîÿòíîñòíûé íàòÿã ïîñàäêè (ñì. (5.1)). N p max = N m + 0,5 TD 2 + Td 2 , ãäå ñðåäíèé òàáëè÷íûé íàòÿã Nm = es + ei ES + EI 0 - 13 -9 - 39 = = 17,5 ìêì; 2 2 2 2 N 58 p max = 17,5 + 0,5 30 2 + 13 2 = 33,85 ìêì. 3. Ïîïðàâêà íà îáìÿòèå ìèêðîíåðîâíîñòåé (ñì. (5.2)) u R = k 1R a1 + k 2 R a2 = 6 ×125 , + 5 ×16 , = 15,5 ìêì. 4. Ðàñ÷åòíûé íàòÿã d max , ñîîòâåòñòâóþùèé N d max = N p max p max (ñì. (5.4)): - u R = 33,85 - 15,5 = 18,35 ìêì. 5. Êîíòàêòíîå äàâëåíèå p max , ñîîòâåòñòâóþùåå d max (ñì. (5.10)): p max = d max ×10 -3 C ö æC d çç 1 + 2 ÷÷ è E1 E 2 ø . Ìîäóëè óïðóãîñòè ïåðâîãî ðîäà Å1 = Å2 = Åñòàëè = 2,1×10 5 ÌÏà. Êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà m 1 = m 2 = m ñòàëè = 0,3 (ñì. òàáë 1.1). Êîýôôèöèåíòû äåôîðìàöèè äåòàëåé (ñì. (5.9)) C1 = 1+ ( d1 d ) 2 1- ( d1 d ) 2 C2 = - m1 = 1+ (d d 2 ) 2 1-(d d 2 ) 2 1 + ( 59,42 72 ) 2 1 - ( 59,42 72 ) 2 + m2 = 1 + ( 72 85) 2 1 - ( 72 85) 2 - 0,3 = 4,97 ; + 0,3 = 6,38 . Ñëåäîâàòåëüíî, p max = 18,35 ×10 -3 æ 4,97 + 6,38 ö ÷ 72ç ç 2,1×10 5 ÷ è ø = 4,715 ÌÏà. 6. Ñèëà ïðåññîâàíèÿ (ñì. (5.15)) Fï = p d l p max f ï = 314 , × 72 ×13 × 4,715 × 0,22 = 3049 H. Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ïðè ïðåññîâàíèè fï = 0,22 (ñì. òàáë. 5.1). 6. ØÏÎÍÎ×ÍÛÅ, ØÒÈÔÒÎÂÛÅ È ØËÈÖÅÂÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß 6.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ Îáúåêòû çàäàíèé – øïîíî÷íûå ñîåäèíåíèÿ ñ ïðèçìàòè÷åñêîé è ñåãìåíòíîé øïîíêàìè, øëèöåâûå ñîåäèíåíèÿ ñ ïðÿìîáî÷íûìè è ýâîëüâåíòíûìè øëèöàìè, øòèôòîâûå ñîåäèíåíèÿ. Øëèöåâûå è øïîíî÷íûå ñîåäèíåíèÿ èñïîëüçóþò äëÿ ïåðåäà÷è êðóòÿùåãî (âðà59 ùàþùåãî) ìîìåíòà Ò íå òîëüêî â íåïîäâèæíûõ, íî è â ïîäâèæíûõ ñîåäèíåíèÿõ (òàì, ãäå åñòü ïåðåìåùåíèå äåòàëè âäîëü îñè âàëà).  òîì ñëó÷àå êîãäà äèàìåòð âàëà d íå çàäàí, åãî îïðåäåëÿþò èç ðàñ÷åòà íà êðó÷åíèå: t êð = T ×10 3 0,2 × d 3 £ [t] êð , îòêóäà d ³ 10 3 T , 0,2 [t] êð (6.1) ãäå Ò – êðóòÿùèé ìîìåíò, Í×ì; [t] êð – äîïóñêàåìîå êàñàòåëüíîå íàïðÿæåíèå êðó÷åíèÿ, ÌÏà; ïðèíèìàþò [t] êð = 25...30 ÌÏà. 6.2. Ñîåäèíåíèÿ ñ ïðèçìàòè÷åñêèìè øïîíêàìè Ñîåäèíåíèÿ ñ ïðèçìàòè÷åñêèìè øïîíêàìè (ðèñ. 6.1) ñòàíäàðòèçîâàíû ÃÎÑÒ 23360–78 (ñì. òàáë. 13 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Êàæäîìó äèàìåòðó âàëà d ñîîòâåòñòâóþò îïðåäåëåííûå ðàçìåðû øïîíêè: b è h. Ãëóáèíó âðåçàíèÿ øïîíêè â ñòóïèöó ïðèíèìàþò k @ 0,43h ïðè d < 40 ìì, k @ 0,47h ïðè d ³ 40 ìì. Ïðè ñòàíäàðòèçàöèè ðàçìåðû ñîåäèíåíèÿ íàçíà÷åíû òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ îãðàíè÷èâàëè Ðèñ. 6.1 íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ s ñì íà áîêîâûõ ãðàíÿõ øïîíêè.  ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå íàõîäÿò òðåáóåìóþ ðàáî÷óþ äëèíó øïîíêè l ðàá , â ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå ïðîâåðÿþò äîñòàòî÷íîñòü ýòîé äëèíû. Íà ðèñ. 6.2, à ïîêàçàíî ôàêòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé ñìÿòèÿ.  ðàñ÷åòå ðàñïðåäåëåíèå s ñì óñëîâíî ïîëàãàþò ðàâíîìåðíûì (ðèñ. 6.2, á). Èç óñëîâèÿ 60 s ñì = 2 T ×10 3 £ [s]ñì d × k × l ðàá íàõîäÿò l ðàá = 2 T ×10 3 . d × k [s]ñì (6.2) Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå [s]ñì íàçíà÷àþò ïî òàáë. 6.1. Ïîëíàÿ äëèíà øïîíêè ïðè ñêðóãëåííûõ êîíöàõ (ñì. ðèñ. 6.1) Ðèñ. 6.2 L = l ðàá + b . Äëèíó L îêðóãëÿþò äî çíà÷åíèÿ ïî ÃÎÑÒ 23360–78 (ñì. òàáë. 13 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Èçãîòîâëÿþò øïîíêè èç ÷èñòîòÿíóòîé ñòàëè 45 èëè ñòàëè Ñò.6 (âîçìîæíî ïðèìåíåíèå èíûõ ñòàëåé ñ s âð ³ 600 ÌÏà). 6.3. Ñîåäèíåíèÿ ñ ñåãìåíòíûìè øïîíêàìè Ñîåäèíåíèÿ ñ ñåãìåíòíûìè øïîíêàìè (ðèñ. 6.3) ñòàíäàðòèçîâàíû ÃÎÑÒ 24071–80 (ñì. òàáë. 14 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Èõ èñïîëüçóþò òîëüêî äëÿ íåïîäâèæíûõ ñîåäèíåíèé.  ðàñ÷åòàõ ïðèíèìàþò ãëóáèíó âðåçàíèÿ øïîíêè â ñòóïèöó k @ 0,23h , ðàáî÷óþ äëèíó l ðàá = L @ D , äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå [s]ñì – ïî òàáë. 6.1, ðàñ÷åò âåäóò ïî çàâèñèìîñòè (6.2). 61 Ðèñ. 6.3 Òàáëèöà 6.1 Çíà÷åíèÿ äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé [ s]ñì , ÌÏà, äëÿ ðàñ÷åòà ñîåäèíåíèé ïðè ñðåäíèõ óñëîâèÿõ ðàáîòû Ìàòåðèàë ñòóïèöû è òåðìîîáðàáîòêà ×óãóí Ñòàëü, óëó÷øåíèå Ñòàëü, çàêàëêà* Ñîåäèíåíèå ñ ïðèçìàòè÷åñêîé øïîíêîé Øëèöåâîå ñîåäèíåíèå Ïîäâèæíîå Ïîäâèæíîå áåç ïîä íàãðóçíàãðóçêè êîé – – Íåïîäâèæíîå Ïîäâèæíîå Íåïîäâèæíîå 80–100 – – 130–150 10–30 60–100 20–30 – – 30–50 100–140 30–50 5–15 Ïðèìå÷àíèÿ. 1. Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå [ s]ñì øïîíî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ îïðåäåëÿþò â äîëÿõ îò ïðåäåëà òåêó÷åñòè sò íàèìåíåå ïðî÷íîé äåòàëè ñîåäèíåíèÿ ïðè íàëè÷èè óòî÷íåííûõ äàííûõ î ðåæèìå íàãðóæåíèÿ, îòëè÷àþùåìñÿ îò ñðåäíåãî (ïåðåãðóçêè, ðåâåðñ íàãðóçêè è ò. ï.) [1–3]. 2. Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå [ s]ñì ùëèöåâîãî ñîåäèíåíèÿ ïðè èçâåñòíûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè (òÿæåëûõ: óäàðû èëè ïëîõèå óñëîâèÿ ñìàçêè; ñðåäíèõ, õîðîøèõ (ñì. [1–3]). * Âàë òîæå çàêàëåí. 6.4. Øòèôòîâûå ñîåäèíåíèÿ Äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçîê èñïîëüçóþò ãëàäêèå öèëèíäðè÷åñêèå øòèôòû ïî ÃÎÑÒ 3128–70 è êîíè÷åñêèå â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 3129–70, ÃÎÑÒ 9464–79, ÃÎÑÒ 9465–70 (ñì. òàáë. 15, 16, 17 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Øòèôòû èçãîòîâëÿþò èç ñòàëè 45 èëè À12. Îïàñíûìè (êàê è äëÿ áîëòîâ, ïîñòàâëåííûõ áåç çàçîðà, ñì. ïîäðàçä. 3.2 è 3.7) ÿâëÿþòñÿ íàïðÿæåíèÿ ñðåçà t ñð äëÿ øòèôòîâ è ñìÿòèÿ s ñì äëÿ øòèôòîâ è ñòåíîê îòâåðñòèÿ (ðèñ. 6.4). 62 Ðèñ. 6.4 Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè íà ñðåç è ñìÿòèå: t ñð = s ñì F £ [t]ñð ; i Añð (6.3) F = £ [s]ñì . Añì ãäå F – ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà îäèí øòèôò; i – ÷èñëî ïëîñêîñòåé ñðåçà; Añð – ïëîùàäü øòèôòà â ìåñòå ñðåçà; Añì – ïëîùàäü ïðîåêöèè ïîâåðõíîñòè ñìÿòèÿ íà íàïðàâëåíèå, ïåðïåíäèêóëÿðíîå ê äåéñòâóþùåé ñèëå. Çàâèñèìîñòè (6.3) ïîëó÷åíû â ïðåäïîëîæåíèè ðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ íàïðÿæåíèé t ñð è s ñì . Ôàêòè÷åñêè ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ s ñì max áîëüøå ïîëó÷àåìîãî ïî (6.3) â 4 p ðàç (ñì. ðèñ. 6.4; [1, 2]). Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ [t]ñð è [s]ñì îïðåäåëÿþò ïî òàáë. 3.5. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 6.4, ÷èñëî øòèôòîâ zø = = 3, i = 1, F = 2 T ×10 3 ( d × z ø ) ; Añð = l ø × d ø ; Añì = l ø × d ø 2 . Íà ðèñ. 6.4 ñ óâåëè÷åíèåì ïîêàçàíî ôàêòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé ñìÿòèÿ. 6.5. Øëèöåâûå ñîåäèíåíèÿ Ñîåäèíåíèÿ ñ ïðÿìîáî÷íûìè (ðèñ. 6.5, à) è ýâîëüâåíòíûìè (ðèñ. 6.5, á, â) øëèöàìè ñòàíäàðòèçîâàíû ÃÎÑÒ 1139–80 è ÃÎÑÒ 6033–80 ñîîòâåòñòâåííî (ñì. òàáë. 18 è 19 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Âõîäÿùèå â îáî63 Ðèñ. 6.5 çíà÷åíèå ïðÿìîáî÷íîãî øëåöåâîãî ñîåäèíåíèÿ ðàçìåðû çàïèñûâàþò â òàêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè: z ´ d ´ D ´ b, ãäå z – ÷èñëî øëèöåâ (çóáüåâ); àíàëîãè÷íî äëÿ ýâîëüâåíòíîãî ñîåäèíåíèÿ: D ´ m, ãäå D – íîìèíàëüíûé äèàìåòð ñîåäèíåíèÿ, m – ìîäóëü.  øëèöåâûõ ñîåäèíåíèÿõ (äàæå íåïîäâèæíûõ â îñåâîì íàïðàâëåíèè) èìååò ìåñòî ìèêðîñêîëüæåíèå, ïðèâîäÿùåå ê èçíàøèâàíèþ, ïîýòîìó óòî÷íåííûé ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ íóæíî ïðîâîäèòü íà îãðàíè÷åíèå âåëè÷èíû èçíîñà [1–4, 8]. Óïðîùåííûé ðàñ÷åò ïðîâîäÿò ïî íàïðÿæåíèÿì ñìÿòèÿ s ñì , ïðèíèìàÿ äîïóñòèìûå íàïðÿæåíèÿ [s]ñì çàíèæåííûìè (ñì. òàáë. 6.1). Îïðåäåëÿþò íåîáõîäèìóþ äëèíó ñîåäèíåíèÿ l èç óñëîâèÿ 64 s ñì = 2 T ×10 3 £ [s]ñì , d m × z ×h ×l (6.4) ãäå dm – ñðåäíèé äèàìåòð; z – ÷èñëî øëèöåâ (çóáüåâ); h – âûñîòà ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòè øëèöà. Ïàðàìåòðû dm è h íàõîäÿò ïî òàáë. 6.2. Òàáëèöà 6.2 Ïàðàìåòðû øëèöåâûõ ñîåäèíåíèé Ïàðàìåòð Ïðÿìîáî÷íûé D-d - 2c 2 D+d 2 h dm Ïðîôèëü çóáà Ýâîëüâåíòíûé 0,8m D - 11 ,m Ïðèìå÷àíèå: ñ – ôàñêà øëèöà, m – ìîäóëü ýâîëüâåíòíîãî øëèöåâîãî ñîåäèíåíèÿ. Íàéäåííóþ â ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå äëèíó øëèöåâîãî ñîåäèíåíèÿ ïîñëå îòðàáîòêè êîíñòðóêöèè íåîáõîäèìî ïðîâåðèòü, ïðîâîäÿ ðàñ÷åò íà èçíàøèâàíèå [1 – 4, 8]. Äëèíà ñòóïèöû lñò äåòàëè, ðàçìåùåííîé íà âàëó, äîëæíà áûòü íå ìåíåå äëèíû øïîíêè èëè øëèöåâ. Åñëè äëÿ øïîíî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ ïîëó÷åíî lñò > 1,5 âàëà, òî öåëåñîîáðàçíî ïåðåéòè íà øëèöåâîå ñîåäèíåíèå èëè ñîåäèíåíèå ñ íàòÿãîì. 6.6. Ïðèìåð ðàñ÷åòà øïîíî÷íîãî è øëèöåâîãî ñîåäèíåíèé Âàë è êîëåñî âûïîëíåíû èç óëó÷øåííîé ñòàëè 45, ñîåäèíåíèå äîëæíî ïåðåäàâàòü êðóòÿùèé ìîìåíò Ò = 250 Í×ì. Îïðåäåëèòü äèàìåòð âàëà d è äëèíó ñòóïèöû lñò äëÿ äâóõ âàðèàíòîâ ñîåäèíåíèÿ êîëåñà ñ âàëîì (ðèñ. 6.6): à) øïîíî÷íîå ñîåäèíåíèÿ ñ ïðèçìàòè÷åñêîé øïîíêîé (ñì. ðèñ. 6.1); á) øëèöåâîå ñîåäèíåíèå ñ ïðÿìîáî÷íûìè øëèöàìè (ñì. ðèñ. 6.5, à). Ðåøåíèå. 1. Äèàìåòð âàëà èç ðàñ÷åòà íà êðó÷åíèå (ñì. (6.1)) d ³ 10 3 T . 0,2 [t] êð Äîïóñêàåìûå êàñàòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ êðó÷åíèÿ [t] êð ïðèíèìàåì ðàâíûìè 25 ÌÏà ([t] êð = 25...30 ÌÏà). Òîãäà Ðèñ. 6.6 65 d ³ 10 3 250 = 36,84 ìì. 0,2 × 25 Ïðèíèìàåì d = 40 ìì (ñì. ðÿä Rà40 â ïðèëîæåíèè 2). 2. Ðàçìåðû øïîíêè äëÿ äèàìåòðà âàëà d = 40 ìì â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 23360–78 (ñì. òàáë. 13 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Øèðèíà øïîíêè b = 12 ìì. Âûñîòà øïîíêè h = 8 ìì. 3. Ãëóáèíà âðåçàíèÿ øïîíêè â ñòóïèöó k = 0,47 × h = 0,47 × 8 = 3,76 ìì. 4. Ðàáî÷àÿ äëèíà øïîíêè lðàá èç ðàñ÷åòà ïî íàïðÿæåíèÿì ñìÿòèÿ (ñì. (6.2)): l ðàá ³ 2 × T ×10 3 . d × k × [s]ñì Ïðèíèìàåì äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ñìÿòèÿ [s]ñì = 130 ÌÏà (ñì. òàáë. 6.1), ñòóïèöà – ñòàëüíàÿ óëó÷øåííàÿ. Òîãäà l ðàá ³ 2 × 250 ×10 3 = 25,57 ìì. 40 × 3,76 ×130 5. Ïîëíàÿ äëèíà øïîíêè L = lðàá + b = 25,57 +12 = 37,57 ìì. Ïðèíèìàåì L = 40 ìì ïî ÃÎÑÒ 23360–78 (ñì. òàáë. 13 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). 6. Äëèíà ñòóïèöû äëÿ ñîåäèíåíèÿ êîëåñà ñ âàëîì ñ ïîìîùüþ øïîíêè lñò = L + 8...10 ìì = 40 + 8...10 = 48...50 ìì. Ïðèíèìàåì lñò = 48 ìì (ñì. ðÿä Rà40 â ïðèëîæåíèè 2). 7. Ðàçìåðû ïðÿìîáî÷íûõ øëèöåâ ïî ÃÎÑÒ 1139–80 (ñì. òàáë. 18 ïðèëîæåíèÿ 3; [6]). Îðèåíòèðóåìñÿ íà ñîåäèíåíèå ëåãêîé ñåðèè. Âíóòðåííèé äèàìåòð øëèöåâ äîëæåí áûòü áëèçîê íàéäåííîìó äèàìåòðó âàëà. Íàçíà÷àåì ñîåäèíåíèå 8 ´ 36 ´ 40 ´ 7. ×èñëî øëèöåâ z = 8, âíóòðåííèé äèàìåòð d = 36 ìì, íàðóæíûé äèàìåòð D = 40 ìì, øèðèíà øëèöà b = 7 ìì, ðàçìåð ôàñêè ñ = 0,4 ìì. 8. Âûñîòà ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòè øëèöà h è ñðåäíèé äèàìåòð øëèöåâ dm (ñì. òàáë. 6.2): h= D -d 40 - 36 - 2c = - 2 × 0,4 = 12 , ìì, 2 2 dm = 66 D + d 40 + 36 = = 38 ìì. 2 2 9. Äëèíà ñîåäèíåíèÿ èç ðàñ÷åòà ïî íàïðÿæåíèÿì ñìÿòèÿ (ñì. (6.4)) l³ 2 T ×10 3 . d m × z × h [s]ñì Ïðèíèìàåì äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ [s]ñì = 60 ÌÏà (ñì. òàáë. 6.1), ñòóïèöà ñòàëüíàÿ, óëó÷øåííàÿ, ñîåäèíåíèå íåïîäâèæíîå. 2 × 250 ×10 3 Òîãäà l ³ = 22,84 ìì. 38 × 8 ×12 , × 60 Ïðèíèìàåì äëèíó ñîåäèíåíèÿ l = 24 ìì (ñì. ðÿä Rà 40 â ïðèëîæåíèè 2). 10. Äëèíà ñòóïèöû äëÿ ñîåäèíåíèÿ êîëåñà ñ âàëîì ñ ïîìîùüþ øëèöåâ lñò = l + 3...5 ìì = 24 + 3...5 ìì = 27...29 ìì. Ïðèíèìàåì lñò = 28 ìì (ñì. ðÿä Rà40 â ïðèëîæåíèè 2). 7. ÇÀÊËÅÏÎ×ÍÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß 7.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ  çàäàíèÿõ ïðåäñòàâëåíû îäíîðÿäíûå, îäíîñðåçíûå, íàõëåñòî÷íûå ñîåäèíåíèÿ ñî ñïëîøíûìè ñòàëüíûìè çàêëåïêàìè, ïîëó÷åííûå ìåòîäîì õîëîäíîé êëåïêè. Ïðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïîêàçàí íà ðèñ. 7.1. Ðåêîìåíäóåìûå ðàçìåðû: äèàìåòð ñòåðæíÿ çàêëåïêè d @ 2 d min ïðè d min £ 5 ìì è d @ (1,1...1,6)d min ïðè = d min = 6...20 ìì; øà ãè: Ð ³ 3d; Ð 1 ³ 2d; Ð 2 ³ 1,5d. Ðå êî ìåí äà öèè ïî âû áî ðó d è Ð è ðàñ ÷åò äëÿ äðóãèõ âè äîâ çà êëå ïî÷íûõ ñî åäè íå íèé ñì. â [1 – 3]. Äëÿ èçãîòîâëåíèÿ çàêëåïîê èñïîëüçóþò ïëàñòè÷íûå ìàòåðèàëû, îäíîðîäíûå ñ ìàòåðèàëîì ñîåäèíÿåìûõ ýëåìåíòîâ. Ñòàëüíûå çàêëåïêè äëÿ ñîåäèíåíèé îáùåìà- Ðèñ. 7.1 67 øèíîñòðîèòåëüíîãî íàçíà÷åíèÿ èçãîòîâëÿþò îáû÷íî èç ñòàëè Ñò.0, Ñò.2, Ñò.3. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ çàêëåïî÷íûõ ñîåäèíåíèé ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå ïðèâåäåíû â òàáë. 7.1, äëÿ äðóãèõ ìàòåðèàëîâ – â [1 – 3]. Òàáëèöà 7.1 Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ äëÿ çàêëåïî÷íûõ ñîåäèíåíèé ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå, ÌÏà Âèä äîïóñêàåìîãî íàïðÿæåíèÿ Ìàòåðèàëû Ñò.0, Ñò.2 Ñò.3 Ñðåç çàêëåïîê [ t]ñð 140 140 Ñìÿòèå [ s]ñì 250 320 Îòðûâ ãîëîâîê [ s]p 90 90 Ðàñòÿæåíèå îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ [ s]ð. îñí 140 160 Ïðèìå÷àíèå. Ïðè îáðàáîòêå îòâåðñòèé ïîä çàêëåïêè ïðîäàâëèâàíèåì âñå äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ ñíèæàþò íà 30 %. 7.2. Ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ ïðè íàãðóæåíèè â ïëîñêîñòè ñòûêà Îñíîâíîé âèä íàãðóçêè çàêëåïî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ – ñèëû è ìîìåíòû, äåéñòâóþùèå â ïëîñêîñòè ñòûêà (ñì. ðèñ. 7.1). Ïðè ýòîì ÷àñòü íàãðóçêè ïåðåäàþò ñèëû òðåíèÿ íà ñòûêå. Òåëî çàêëåïêè ïîäâåðæåíî äåéñòâèþ íàïðÿæåíèé ñðåçà, ñìÿòèÿ è èçãèáà. Ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ óñëîâíî âåäóò íà ñðåç è ñìÿòèå, ïîëàãàÿ, ÷òî òðåíèå íà ñòûêå îòñóòñòâóåò (åãî ó÷èòûâàþò ïðè âûáîðå äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé).  ðàñ÷åòå çàêëåïî÷íûõ ñîåäèíåíèé äåòàëåé ìàøèí îáùåãî íàçíà÷åíèÿ ïîëàãàþò, ÷òî öåíòðàëüíàÿ ñèëà ðàñïðåäåëåíà ìåæäó çàêëåïêàìè ðàâíîìåðíî, à ìîìåíò – ïðîïîðöèîíàëüíî ðàññòîÿíèþ îò çàêëåïêè äî öåíòðà ìàññ ñå÷åíèé çàêëåïîê (àíàëîãè÷íî ðàñïðåäåëåíèþ íàãðóçêè â ãðóïïîâîì ðåçüáîâîì ñîåäèíåíèè, íàãðóæåííîì â S ïëîñêîñòè ñòûêà). Ñóììàðíóþ ñèëó F1max , äåéñòâóþùóþ íà ìàêñèìàëüíî íàãðóæåííóþ çàêëåïêó (îäíó èç íàèáîëåå óäàëåííûõ îò öåíòðà ìàññ) îïðåäåëÿþò ãåîìåòðè÷åñêèì ñëîæåíèåì (ñì. ïîäðàçä. 3.2 è 3.7, à òàêæå ðèñ. 3.2 è 3.11). Óñëîâèå ïðî÷íîñòè çàêëåïêè ïî ñðåçó: t ñð = F1Smax pd 2 4 Óñëîâèå ïðî÷íîñòè ïî ñìÿòèþ: 68 £ [t]ñð . s ñì = S F1max £ [s]ñì , d × d min ãäå d min = min ( d 1, d 2 ). Åñëè íåîáõîäèìî, ïðîâåðÿþò ïðî÷íîñòü ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé ñ ó÷åòîì îñëàáëåíèÿ èõ îòâåðñòèÿìè ïîä çàêëåïêè. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 7.1, óñëîâèå ïðî÷íîñòè ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé íà ðàñòÿæåíèå èìååò âèä sp = F £ [s] ð. îñí . ( b - 2d ) d 1 Äëÿ ýòîãî æå ñîåäèíåíèÿ óñëîâèå ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðîðåçàíèÿ âûãëÿäèò òàê: t ñð = F £ [t]ñð. îñí = [t]ñð . 4 × d 1 × P1 7.3. Ñîåäèíåíèå íàãðóæåíî â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó Âîçìîæíî íàãðóæåíèå çàêëåïî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ ñèëàìè è ìîìåíòàìè, äåéñòâóþùèìè íå òîëüêî â ïëîñêîñòè ñòûêà, íî òàêæå è â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó (ðèñ. 7.2).  ýòîì ñëó÷àå äîïîëíèòåëüíî ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò íà ïðåäîòâðàùåíèå îòðûâà ãîëîâîê äëÿ íàèáîëåå íàãðóæåííîé çàêëåïêè ïî óñëîâèþ sp = F1Smax îòð pd 2 4 £ [s] p , S ãäå F1maxîòð – ñóììàðíàÿ îòðûâàþùàÿ ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà íàèáî- ëåå íàãðóæåííóþ çàêëåïêó. S F Ñèëó F1maxîòð îïðåäåëÿþò ñëîæåíèåì ñèëû F1îòð , äåéñòâóþùåé M íà çàêëåïêó îò öåíòðàëüíîé îòðûâàþùåé ñèëû, è ñèëû (ñèë) F1max , äåéñòâóþùåé íà íàèáîëåå íàãðóæåííóþ çàêëåïêó îò îòðûâàþùåãî ìîìåíòà (àíàëîãè÷íî ãðóïïîâîìó ðåçüáîâîìó ñîåäèíåíèþ, íàãðóæåííîìó â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó ïðè êîýôôèöèåíòå îñíîâíîé íàãðóçêè c = 1, (ñì. ðàçä. 3.3; 3.8 è ðèñ. 3.6; 3.13). Ïðîâåäåì ðàñ÷åò íàãðóçîê, äåéñòâóþùèõ íà íàèáîëåå íàãðóæåííóþ çàêëåïêó, ïðè ñëîæíîì íàãðóæåíèè. Íà ðèñ. 7.2 ïîêàçàíî çàêëåïî÷íîå ñîåäèíåíèå çóá÷àòîãî âåíöà êîëåñà ñ öåíòðîì. Ïëîñêîñòü ñòûêà ñîâïàäàåò ñ ïëîñêîñòüþ äåéñòâèÿ ðàäèàëüíîé FR è îêðóæíîé Ft 69 À Ðèñ. 7.2 ñèë êîëåñà. Îñåâàÿ ñèëà êîëåñà FA äåéñòâóåò â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó. ×èñëî çàêëåïîê z = 4. S Ñóììàðíóþ ñäâèãàþùóþ ñèëó F1max , äåéñòâóþùóþ íà íàèáîëåå íàãðóæåííóþ çàêëåïêó, îïðåäåëÿåì ñëîæåíèåì âåêòîðîâ: æF ö æF F1Smax = çç t ÷÷ + çç R è z ø è z ö ÷÷ + ( F1Tmax ) , ø T ãäå F1max – ñèëà, ïðèõîäÿùàÿñÿ îò äåéñòâèÿ ñäâèãàþùåãî ìîìåíòà Ò íà íàèáîëåå óäàëåííóþ îò öåíòðà ìàññ çàêëåïêó.  îáùåì ñëó÷àå T × rmax F1Tmax = , i å ri2 dW , rmax – ðàññòîÿíèå îò öåíòðà ìàññ çàêëåïîê äî íàèáî2 ëåå óäàëåííîé çàêëåïêè; ri – ðàññòîÿíèå îò öåíòðà äî ïðîèçâîëüíîé çàêëåïêè.  äàííîì ïðèìåðå ãäå T = Ft × 2 rmax = ri = 70 D i 2 æDö ; å ri = 4 ç ÷ . 2 è2ø Ïðè óêàçàííîì íà ðèñ. 7.2 íàïðàâëåíèè ñèë íàèáîëåå íàãðóæåííîé áóäåò çàêëåïêà Á. Ñóììàðíàÿ îòðûâàþùàÿ ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà íàèáîëåå íàãðóæåííóþ çàêëåïêó, F1Smaxîòð = FA + F1M max , z M ãäå F1max – ñèëà, ïðèõîäÿùàÿñÿ îò äåéñòâèÿ îòðûâàþùåãî ìîìåíòà M, íà íàèáîëåå óäàëåííóþ îò íåéòðàëüíîé îñè çàêëåïêó; M = M x = FA × F1M max = dW ; 2 M × y max i å , y i2 ãäå ymax – ðàññòîÿíèå îò íåéòðàëüíîé îñè õ äî íàèáîëåå óäàëåííîé çàêëåïêè; yi – ðàññòîÿíèå îò îñè õ äî ïðîèçâîëüíîé çàêëåïêè.  äàííîì ïðèìåðå y max = y i = D sin 45° , 2 âñå çàêëåïêè íàãðóæåíû îäèíàêîâîé îòðûâàþùåé ñèëîé. Ïðè ðàñ÷åòå ðåêîìåíäóåòñÿ îáðàòèòü âíèìàíèå íà ñëåäóþùåå: 1. Ïðè âðàùåíèè êîëåñà è ïîñòîÿííûõ íàïðàâëåíèÿõ âåêòîðîâ íàT ãðóçêè ìåíÿåò íàïðàâëåíèå âåêòîð F1max . 2.  îïòèìàëüíî ñïðîåêòèðîâàííîé êîíñòðóêöèè ñèëà FA äîëæíà áûòü íàïðàâëåíà íà ñòûê. F F 3. Ñèëû t è R ïåðåäàþòñÿ íà çàêëåïêè òîëüêî ïðè íàëè÷èè çàz z çîðà â ïîñàäêå âåíöà êîëåñà ïî äèàìåòðó D1. 8. ÊËÅÅÂÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß Â çàäàíèÿõ ïðåäñòàâëåíû íàõëåñòî÷íûå êëååâûå ñîåäèíåíèÿ. Îáîçíà÷åíèå ñîåäèíåíèÿ ïîêàçàíî íà ðèñ. 8.1. Çíàê ) ïðèìåíÿþò ïðè ñêëåèâàíèè ïî çàìêíóòîìó êîíòóðó. Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êëååâûõ ñîåäèíåíèé, âûïîëíåííûõ ñ ïîìîùüþ íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûõ äëÿ ñêëåèâàíèÿ ìåòàëëîâ êëååâ, ïðèâåäåíû â òàáë. 8.1. 71 Òàáëèöà 8.1 Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êëååâûõ ñîåäèíåíèé ïðè ñêëåèâàíèè ìåòàëëîâ Ðèñ. 8.1 Âðåìåííîå ñîïðîòèâëåíèå, ÌÏà Êëåé Ýïîêñèäíûé (ÝÏÊ-1, ÂÊ-9, ÝÄ-5) Ïîëèóðåòàíîâûé (ÏÓ-2; ÂÈËÀÄ-11Ê) ïðè îòðûâå sâð ïðè ñäâèãå tâ.ñ 45 20 34,5 16 45 23 Ïðî÷íîñòü ñîåäèíåíèÿ çàâèñèò îò ìàòåðèàëîâ äåòàëåé, êà÷åñòâà ïîâåðõíîñòè, òåìïåðàòóðû ñðåäû, òîëùèíû ñëîÿ êëåÿ (îïòèìàëüíàÿ âåëè÷èíà 0,05...0,15 ìì) è ðÿäà äðóãèõ ôàêòîðîâ. Ñî âðåìåíåì ïðî÷íîñòü ñíèæàåòñÿ èç-çà èçìåíåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ êëåÿ ïðè åãî ñòàðåíèè.  ñèëó ýòîãî ïðè îïðåäåëåíèè äîïóñêàåìûõ íàïðÿæåíèé ñîåäèíåíèÿ ïðèíèìàþò êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî îòíîøåíèþ ê ïðåäåëüíûì õàðàêòåðèñòèêàì s = 3...5. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ [t]ñð = s âð t â.ñ ; [s] p = . s s Ðàñ÷åò âåäóò ïî çàâèñèìîñòÿì, èçâåñòíûì èç êóðñà «Ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ». Íà ðèñ. 8.1 ïîêàçàíû ñîåäèíåíèÿ, â êîòîðûõ ñêëåèâàíèå ïðîèçâåäåíî ïî âñåé ïîâåðõíîñòè ñîïðèêîñíîâåíèÿ ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé. Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè äëÿ ýòèõ ñîåäèíåíèé: t= 72 F £ [t]ñð (ðèñ. 8.1, à); b ×l t= T ×10 3 T ×10 3 = £ [t]ñð (ðèñ. 8.1, á); Wp 0,2 × d 3 t= T ×10 3 pd2 l 2 £ [t]ñð (ðèñ. 8.1, â). Ïðèëîæåíèå 1 ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà. Êàô. ÐÊ-3 Äîìàøíåå çàäàíèå ¹ 1 “ÐÀÑ×ÅÒ ÊÐÎÍØÒÅÉÍÀ” Ñòóäåíò: Ïåòðîâ È.È. Ãðóïïà: ÐÊ-9-51 Ïðåïîäàâàòåëü: Èâàíîâ Ï.Ï. Äàòà ïðåäúÿâëåíèÿ: Äàòà çà÷åòà: Ïîäïèñü ïðåïîäàâàòåëÿ: -200374 Ïðèëîæåíèå 2 Íîðìàëüíûå ëèíåéíûå ðàçìåðû (ðÿäû Ra 20 è Ra 40) ïî ÃÎÑÒ 6636–69: 1,0*; 1,05; 1,1*; 1,15; 1,2*; 1,3; 1,4*; 1,5; 1,6*; 1,7; 1,8*; 1,9; 2,0*; 2,1; 2,2*; 2,4; 2,5*; 2,6; 2,8*; 3,0; 3,2*; 3,4; 3,6*; 3,8; 4,0*; 4,2; 4,5*; 4,8; 5,0*; 5,3; 5,6*; 6,0; 6,3*; 6,7; 7,1*; 7,5; 8,0*; 8,5; 9,0*; 9,5; 10*; 10,5; 11*; 11,5; 12*; 13; 14*; 15; 16*; 17; 18*; 19; 20*; 21; 22*; 24; 25*; 26; 28*; 30; 32*; 34; 36*; 38; 40*; 42; 45*; 48; 50*; 53; 56*; 60; 63*; 67; 71*; 75; 80*; 85; 90*; 95; 100*; 105; 110*; 120; 125*; 130; 140*; 150; 160*; 170; 180*; 190; 200*; 210; 220*; 240; 250*; 260; 280*; 300; 320*; 340; 360*; 380; 400*; 420; 450*; 480; 500*; 530; 560*; 600; 630*; 670; 710*; 750; 800*; 850; 900*; 950; 1000. Ïðèìå÷àíèå. ×èñëà ñî çâåçäî÷êîé * (Ra20) ïðåäïî÷òèòåëüíåå ÷èñåë áåç çâåçäî÷êè (Ra40). Ïðèëîæåíèå 3 Òàáëèöà 1 Áîëòû ñ øåñòèãðàííîé óìåíüøåííîé ãîëîâêîé êëàññà òî÷íîñòè  (èç ÃÎÑÒ 7796–70), ìì d 6 8 10 12 16 20 24 30 36 s 10 12 14 17 22 27 32 41 50 l 8–90 8–100 10–200 14–260 20–300 25–300 35–300 40–300 50–300 b b = l ïðè l £ 20, b = 18 ïðè l ³ 25 b = l ïðè l £ 25, b = 22 ïðè l ³ 30 b = l ïðè l £ 30, b = 26 ïðè l ³ 35 b = l ïðè l £ 30, b = 30 ïðè l ³ 35 b = l ïðè l £ 40, b = 38 ïðè l ³ 45 b = l ïðè l £ 50, b = 46 ïðè l ³ 55 b = l ïðè l £ 60, b = 54 ïðè l ³ 65 b = l ïðè l £ 70, b = 66 ïðè l ³ 75 b = l ïðè l £ 80, b = 78 ïðè l ³ 90 Ïðèìå÷àíèå. Ðàçìåð l (ìì) â óêàçàííûõ ïðåäåëàõ íàçíà÷àþò èç ðÿäà ÷èñåë 8; 10; 12; 14; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 90; 100; 110; 120; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200; 220; 240; 260; 280; 300. 75 Òàáëèöà 2 Âèíòû ñ öèëèíäðè÷åñêîé ãîëîâêîé è øåñòèãðàííûì óãëóáëåíèåì «ïîä êëþ÷» êëàññà òî÷íîñòè À (èç ÃÎÑÒ 11738–84), ìì d 6 8 10 12 16 20 24 30 36 D 10 13 16 18 24 30 36 45 54 l 10–60 12–80 14–100 20–130 25–160 30–220 35–240 45–240 55–240 b b = l ïðè l £ 20, b = 24 ïðè l ³ 25 b = l ïðè l £ 25, b = 28 ïðè l ³ 30 b = l ïðè l £ 30, b = 32 ïðè l ³ 35 b = l ïðè l £ 30, b = 36 ïðè l ³ 40 b = l ïðè l £ 40, b = 44 ïðè l ³ 45 b = l ïðè l £ 50, b = 52 ïðè l ³ 55 b = l ïðè l £ 55, b = 60 ïðè l ³ 65 b = l ïðè l £ 70, b = 72 ïðè l ³ 75 b = l ïðè l £ 80, b = 84 ïðè l ³ 90 Ïðèìå÷àíèå. Ðàçìåð l íàçíà÷àþò èç ðÿäà ÷èñåë, ïðèâåäåííûõ â ïðèìå÷àíèè ê òàáë. 1. Òàáëèöà 3 Áîëòû êëàññà òî÷íîñòè À ñ øåñòèãðàííîé óìåíüøåííîé ãîëîâêîé äëÿ îòâåðñòèé èç-ïîä ðàçâåðòêè (èç ÃÎÑÒ 7817–80), ìì d 6 8 d1 7 9 s 10 12 10 11 14 12 16 20 24 30 36 13 17 21 25 32 38 17 22 27 32 41 50 l 18–35 28–35 30–35 38–105 32–105 45–105 55–105 60–105 75–210 90–210 l - l2 12 15 18 20 22 28 32 38 50 55 l 38–75 38–80 l - l2 15 18 110–120 25 110–180 110–200 110–200 110–200 220–240 220–300 28 32 38 45 60 65 Ïðèìå÷àíèå ê òàáë. 8 è 9. Ðàçìåð l â óêàçàííûõ ïðåäåëàõ íàçíà÷àþò èç ðÿäà ÷èñåë: 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 90; 100; 110; 120; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200; 220; 240; 260; 280; 300. 76 Òàáëèöà 4 Ãàéêè øåñòèãðàííûå ñ óìåíüøåííûì ðàçìåðîì «ïîä êëþ÷» êëàññà òî÷íîñòè  (èç ÃÎÑÒ 15521–70), ìì d 6 8 10 12 (14) s 10 12 14 17 19 H 5 6,5 8 10 11 d 16 (18) 20 (22) 24 s 22 24 27 30 32 H 13 15 16 18 19 d (27) 30 36 s 36 41 50 H 22 24 29 Òàáëèöà 5 Øïèëüêè êëàññîâ òî÷íîñòè À è  (èç ÃÎÑÒ 22032–76 – ÃÎÑÒ 22039–76), ìì d l 16 20 25 30 35 40 45 48 50 55 60–150 6 8 6; 7; 5; 10; 12 8; 10; 14; 16 11 15 18 18 18 18 18 18 18 18 18 10 14 19 22 22 22 22 22 22 22 22 10 12 16 20 b1 10; 12; 16; 12; 15; 20; 16; 20; 25; 20; 25; 32; 20 24 32 40 b 8 – – – 12 – – – 17 16 – – 22 21 – – 26 24 23 – 26 30 28 25 26 30 33 30 26 30 38 33 26 30 38 35 26 30 38 40 26 30 38 46 Ïðèìå÷àíèå. Ðàçìåð l îò 60 äî 150 ìì íàçíà÷àþò èç ðÿäà ÷èñåë: 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 110; 120; 130; 140; 150. 77 Òàáëèöà 6 Øàéáû ïðóæèííûå íîðìàëüíûå (èç ÃÎÑÒ 6402–70), ìì Íîìèíàëüíûé äèàìåòð ðåçüáû âèíòà 6 8 10 12 (14) 16 (18) d s=b 6,1 8,2 10,2 12,2 14,5 16,3 18,3 1,4 2 2,5 3 3,2 3,5 4 Íîìèíàëüíûé äèàìåòð ðåçüáû âèíòà 20 (22) 24 (27) 30 36 d s=b 20,5 22,5 24,5 27,5 30,5 36,5 4,5 5 5,5 6 6,5 8 Òàáëèöà 7 Ðåçüáà ìåòðè÷åñêàÿ ñ êðóïíûì øàãîì (èç ÃÎÑÒ 8724–81, ÃÎÑÒ 24705–81), ìì d 6 8 10 12 (14) 16 (18) 20 P 1 1,25 1,5 1,75 2 2 2,5 2,5 d2 5,35 7,188 9,026 10,863 12,701 14,701 16,376 18,376 D1 4,918 6,647 8,376 10,106 11,835 13,835 15,294 17,294 d (22) 24 (27) 30 36 42 48 P 2,5 3 3 3,5 4 4,5 5 d2 20,376 22,051 25,051 27,727 33,402 39,077 44,752 D1 19,294 20,752 23,752 26,211 31,67 37,129 42,587 Òàáëèöà 8 78 Ðåçüáà óïîðíàÿ (èç ÃÎÑÒ 10177–82), ìì d P d2 10 2 8,5 12 2 10,5 28 3 5 25,75 24,25 8 22 16 2 14,5 3 9,75 3 29,75 32 6 27,5 20 2 18,5 4 13 10 24,5 3 33,75 3 21,75 4 17 36 6 31,5 10 28,5 24 5 20,75 40 3 7 37,75 34,75 8 18 10 32,5 Ïðèìå÷àíèå. Âûäåëåíû ïðåäïî÷òèòåëüíûå øàãè. Òàáëèöà 9 Ðåçüáà òðàïåöåèäàëüíàÿ îäíîçàõîäíàÿ (èç ÃÎÑÒ 24737–81, 24738–81), ìì d P d2 d P d2 P ac 10 1,5 9,25 3 26,5 12 2 9 28 5 25,5 1, 5 0,15 2 11 8 24 16 2 15 3 10,5 3 30,5 2, 3, 4, 5 0,25 32 6 29 20 4 14 10 27 3 34,5 2 19 4 18 36 6 33 10 31 3 22,5 3 38,5 24 5 21,5 40 7 36,5 8 20 10 35 6, 7, 8, 10 0,5 Ïðèìå÷àíèå ê òàáë. 8 è 9. Âûäåëåíû ïðåäïî÷òèòåëüíûå øàãè. Òàáëèöà 10 79 Çíà÷åíèÿ âåðîÿòíîñòíûõ íàòÿãîâ Np min/Np max ïðè âåðîÿòíîñòè íåðàçðóøåíèÿ ñîåäèíåíèÿ p = 0,9986, ìêì Äèàìåòð, ìì Îáîçíà÷åíèå ïîñàäêè Ñâûøå Äî H 7 p6 H 7 r6 H7/s6 H 7 s7 18 24 6/30 12/36 19/43 20/50 24 30 6/30 12/36 19/43 20/50 30 40 7/36 15/44 24/53 25/61 40 50 7/36 15/44 24/53 25/61 50 65 9/44 18/53 30/65 32/74 H7 t6 H7 t7 H 7 u7 H 7 v7 – – 26/56 32/62 25/49 26/56 33/63 40/70 29/58 30/66 42/78 50/86 35/64 36/72 52/88 63/99 43/87 45/87 66/108 81/123 65 80 9/44 20/55 36/71 38/80 52/87 54/96 81/123 99/141 80 100 10/51 24/65 44/85 46/96 64/105 66/116 99/149 121/171 100 120 10/51 27/68 52/93 54/104 77/118 79/129 119/169 147/197 120 140 12/59 32/79 61/108 64/120 91/138 94/150 142/198 174/230 140 160 12/59 34/81 69/116 72/128 103/150 106/162 162/218 200/256 160 180 12/59 37/84 77/124 80/136 115/162 118/174 182/238 224/280 180 200 14/69 41/95 86/140 89/155 130/184 133/199 203/269 251/317 200 225 14/69 44/98 94/148 97/163 144/198 147/213 225/291 277/343 225 250 14/69 47/101 104/158 107/173 160/214 163/229 251/317 307/373 250 280 15/77 53/115 117/179 121/195 177/239 181/255 278/352 348/422 280 315 15/77 57/119 129/191 133/207 199/261 203/277 313/387 388/462 315 355 18/85 64/131 146/213 150/230 224/291 228/308 350/430 435/515 355 400 18/85 70/137 164/231 168/248 250/317 254/334 432/504 518/599 Îêîí÷àíèå òàáë. 10 Äèàìåòð, ìì Îáîçíà÷åíèå ïîñàäêè Ñâûøå Äî H 7 x6 H 7 x7 H 7 y7 H 7 s7 H 8 u8 H 8 x8 18 24 38/62 39/69 48/78 9/48 18/64 31/77 50/96 24 30 48/72 49/79 60/90 9/48 25/71 41/87 65/111 30 40 61/90 62/98 76/110 13/59 32/88 52/108 84/140 40 50 78/107 79/115 96/130 13/59 42/98 69/125 108/164 50 65 99/134 101/143 123/165 18/72 54/120 89/155 139/205 65 80 123/158 125/167 153/195 24/78 70/134 114/178 178/242 80 100 151/192 153/203 189/239 29/93 86/162 140/216 220/296 100 120 183/224 185/235 229/278 37/101 106/182 172/248 272/348 120 140 217/264 220/276 272/328 43/117 126/214 204/292 320/410 140 160 249/296 252/308 312/368 51/125 146/234 236/324 370/460 160 180 279/326 282/338 352/408 59/133 166/254 266/354 420/510 180 200 314/368 317/383 392/458 66/152 185/287 299/401 469/571 200 225 349/403 352/418 437/503 74/160 207/309 334/436 524/626 225 250 389/443 393/458 487/553 84/170 233/335 374/476 589/691 250 280 434/496 438/512 629/691 95/191 258/372 418/532 653/767 280 315 484/546 488/562 613/687 107/203 293/407 468/582 733/847 315 355 546/613 550/630 690/770 121/227 327/453 527/653 837/963 355 400 616/683 648/729 780/860 139/245 372/498 597/723 937/1063 H 8 z8 Ïðèìå÷àíèå. Âûäåëåíû ïðåäïî÷òèòåëüíûå ïîñàäêè, ïîä÷åðêíóòû – ðåêîìåíäóåìûå ÃÎÑÒ. Òàáëèöà 11 Çíà÷åíèÿ äîïóñêîâ, ìêì (èç ÃÎÑÒ 25346–89) Ðàçìåð, ìì Ñâûøå Äî 6 10 10 18 18 30 30 50 50 80 80 120 6 9 11 13 16 19 22 Êâàëèòåò 7 15 18 21 25 30 35 8 22 27 33 39 46 54 Ðàçìåð, ìì Ñâûøå Äî 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 6 25 29 32 36 40 Êâàëèòåò 7 40 46 52 57 63 8 63 72 81 89 97 Òàáëèöà 12 Çíà÷åíèÿ íåêîòîðûõ îñíîâíûõ îòêëîíåíèé îòâåðñòèé è âàëîâ, ìêì (èç ÃÎÑÒ 25346–89) Èíòåðâàëû ðàçìåðîâ (ñâûøå...äî), ìì Îáîçíà÷åíèå 6–10 10–18 18–30 30–50 50–80 80–120 120–180 180–250 Çíà÷åíèÿ âåðõíèõ îòêëîíåíèé îòâåðñòèé ES äî 7-ãî êâàëèòåòà âêëþ÷èòåëüíî K -1 + D -1 + D -2 + D -2 + D -2 + D -3 + D -3 + D -4 + D M -6 + D -7 + D -8 + D -9 + D -11 + D -13 + D -15 + D -17 + D N -10 + D -12 + D -15 + D -17 + D -20 + D -23 + D -27 + D -30 + D P -15 + D -18 + D -22 + D -26 + D -32 + D -37 + D -43 + D -50 + D D äëÿ êâàëèòåòîâ 6 3 3 4 5 6 7 7 9 7 6 7 8 9 11 13 15 17 Çíà÷åíèÿ íèæíèõ îòêëîíåíèé âàëîâ ei äëÿ 6-ãî è 7-ãî êâàëèòåòà k +1 +1 +2 +2 +2 +3 +3 +4 m +6 +7 0 0 0 0 0 0 n +10 +12 +8 +9 +11 +13 +15 +17 82 Òàáëèöà 13 Ñîåäèíåíèÿ øïîíî÷íûå ñ ïðèçìàòè÷åñêèìè øïîíêàìè (èç ÃÎÑÒ 23360–78), ìì Äèàìåòð âàëà d Ñâûøå Äî 12 17 17 22 22 30 30 38 38 44 44 50 50 58 58 65 65 75 75 85 85 95 95 110 110 130 130 150 Ñå÷åíèå øïîíêè b h 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8 14 9 16 10 18 11 20 12 22 14 25 14 28 16 32 18 36 20 Ãëóáèíà ïàçà âàëà t1 ñòóïèöû t2 3 2,3 3,5 2,8 4 3,3 5 3,3 5 3,3 5,5 3,8 6 4,3 7 4,4 7,5 4,9 9 5,4 9 5,4 10 6,4 11 7,4 12 8,4 Äëèíà Îò 10 14 18 22 28 36 45 50 56 63 70 80 90 100 l Äî 56 70 90 110 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 Ïðèìå÷àíèÿ. 1. Äëèíó l (ìì) ïðèçìàòè÷åñêîé øïîíêè âûáèðàþò èç ðÿäà: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500. 2. ÃÎÑÒ ïðåäóñìàòðèâàåò øïîíêè äëÿ d = 6...500 ìì. 83 Òàáëèöà 14 Ñîåäèíåíèÿ øïîíî÷íûå ñ ñåãìåíòíûìè øïîíêàìè (èç ÃÎÑÒ 24071–80), ìì Äèàìåòð âàëà d Ñâûøå Äî 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 25 25 28 28 32 32 38 Ðàçìåðû øïîíêè b´ h´ D 4 ´ 6,5 ´ 16 4 ´ 7,5 ´ 19 5 ´ 6,5 ´ 16 5 ´ 7,5 ´ 19 5 ´ 9 ´ 22 6 ´ 9 ´ 22 6 ´ 10 ´ 25 8 ´ 11´ 28 10 ´ 13 ´ 32 âàëà t1 5 6 4,5 5,5 7 6,5 7,5 8 10 Ãëóáèíà ïàçà ñòóïèöû t2 1,8 1,8 2,3 2,3 2,3 2,8 2,8 3,3 3,3 Òàáëèöà 15 Øòèôòû öèëèíäðè÷åñêèå (èç ÃÎÑÒ 3128–70), ìì d l 6 10–110 8 14–140 10 16–140 12 20–140 16 25–140 Òàáëèöà 16 Øòèôòû êîíè÷åñêèå (èç ÃÎÑÒ 3129–70), ìì d l 6 20–100 8 22–120 10 26–180 12 32–220 16 40–280 Òàáëèöà 17 Øòèôòû êîíè÷åñêèå ñ âíóòðåííåé ðåçüáîé (èç ÃÎÑÒ 9464–79), ìì d l 6 18–80 8 22–100 10 26–120 12 32–160 16 40–200 Ïðèìå÷àíèÿ ê òàáë. 15, 16, 17. 1. Äëèíó l (ìì) øòèôòîâ âûáèðàþò èç ðÿäà 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100. 2. ÃÎÑÒû ïðåäóñìàòðèâàþò d = 0,6...60 ìì. 85 Òàáëèöà 18 Ñîåäèíåíèÿ øëèöåâûå ïðÿìîáî÷íûå (èç ÃÎÑÒ 1139–80) Ðàçìåðû d, ìì 16 18 21 23 26 28 32 36 42 46 52 56 62 72 82 92 102 112 Ëåãêàÿ ñåðèÿ D, ìì – – – 26 30 32 36 40 46 50 58 62 68 78 88 98 108 120 z – – – 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 10 10 10 10 10 b, ìì – – – 6 6 7 6 7 8 9 10 10 12 12 12 14 16 18 c, ìì – – – 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 D, ìì 20 22 25 28 32 34 38 42 48 54 60 65 72 82 92 102 112 125 z 6 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 10 10 10 10 10 b, ìì 4 5 5 6 6 7 6 7 8 9 10 10 12 12 12 14 16 18 c, ìì 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 D, ìì 20 23 26 29 32 35 40 45 52 56 60 65 72 82 92 102 115 125 z 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 16 16 16 16 20 20 20 20 b, ìì 2,5 3 3 4 4 4 5 5 6 7 5 5 7 7 6 7 8 9 c, ìì 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Ñðåäíÿÿ ñåðèÿ Òÿæåëàÿ ñåðèÿ Òàáëèöà 19 Ñîåäèíåíèÿ øëèöåâûå ýâîëüâåíòíûå (èç ÃÎÑÒ 6033–80) Ìîäóëü m, ìì 12 15 17 0,8 1,25 2 3 5 13 17 20 12 Ìîäóëü m, ìì 65 70 75 31 20 34 22 36 24 1,25 2 3 5 8 Íîìèíàëüíûé äèàìåòð D, 20 25 30 35 40 ×èñëî çóáüåâ z 23 30 36 14 18 22 26 30 16 18 ìì 45 50 34 21 38 24 Íîìèíàëüíûé äèàìåòð D, ìì 80 85 90 95 100 110 ×èñëî çóáüåâ z 38 25 27 15 28 16 30 18 32 18 35 20 55 60 26 17 28 18 120 140 38 22 45 26 Ïðèìå÷àíèå. ÃÎÑÒ ïðåäóñìàòðèâàåò D = 4...500 ìì. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Äåòàëè ìàøèí /Ïîä ðåä. Î.À. Ðÿõîâñêîãî. Ì.: Èçä-âî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà, 2002. 544 ñ. 2. Ðåøåòîâ Ä.Í. Äåòàëè ìàøèí. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989. 496 ñ. 3. Èâàíîâ Ì.Í. Äåòàëè ìàøèí. Ì.: Âûñø. øê., 2000. 382 ñ. 4. Áèðãåð È.À., Øîðð Á.Ô., Èîñèëåâè÷ Ã.Á. Ðàñ÷åòû íà ïðî÷íîñòü äåòàëåé ìàøèí: Ñïðàâî÷íèê. Ì.: Ìàøèíîñòðîíèå, 1993. 639 ñ. 5. Àíóðüåâ Â.È. Ñïðàâî÷íèê êîíñòðóêòîðà-ìàøèíîñòðîèòåëÿ:  3 ò. Ò. 1. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1999. 912 ñ. 6. Äåòàëè ìàøèí: Àòëàñ êîíñòðóêöèé.  2 ÷.: ×. 1. /Ïîä ðåä. Ä.Í. Ðåøåòîâà Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1992. 352 ñ. 7. Äóíàåâ Ï.Ô., Ëåëèêîâ Î.Ï. Êîíñòðóèðîâàíèå óçëîâ è äåòàëåé ìàøèí. Ì.: Âûñø. øê., 2000. 447 ñ. 8. Èâàíîâ Â.Í. Ðàñ÷åò øëèöåâûõ ñîåäèíåíèé: Ìåòîä. óêàçàíèÿ. Ì.: ÌÂÒÓ, 1985. 24 ñ. 87 ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ 1. Îáùèå óêàçàíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. Ñâàðíûå ñîåäèíåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2. Ðàñ÷åò ñòûêîâûõ øâîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3. Ðàñ÷åò óãëîâûõ øâîâ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.4. Ðàñ÷åò íàõëåñòî÷íûõ ñîåäèíåíèé, âûïîëíåííûõ òî÷å÷íîé êîíòàêòíîé ñâàðêîé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.6. Îáîçíà÷åíèÿ ñâàðíûõ øâîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.7. Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå. . . . 10 2.8. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ. . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3. Ðåçüáîâûå ñîåäèíåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè ñòûêà ñèëàìè è ìîìåíòàìè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.3. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.4. Ãðóïïîâîå ðåçüáîâîå ñîåäèíåíèå, íàãðóæåííîå â ïëîñêîñòè ñòûêà è â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.5. Ïðèìåð âûáîðà îïòèìàëüíîãî âàðèàíòà ðàñïîëîæåíèÿ áîëòîâ íà êîëüöåâîì ñòûêå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.6. Äîïóñêàåìûå íàïðÿæåíèÿ ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå . . . . . . . . . . 25 3.7. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ãðóïïîâîãî ðåçüáîâîãî ñîåäèíåíèÿ, íàãðóæåííîãî â ïëîñêîñòè ñòûêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.8. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ãðóïïîâîãî ðåçüáîâîãî ñîåäèíåíèÿ, íàãðóæåííîãî â ïëîñêîñòè ñòûêà è â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó. . . . . . . . . 32 3.9. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ýëåìåíòîâ ðåçüáû . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4. Ïåðåäà÷à âèíò – ãàéêà ñêîëüæåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2. Ðàñ÷åò íà èçíîñîñòîéêîñòü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.3. Ïðîâåðêà îáåñïå÷åíèÿ ñàìîòîðìîæåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.4. Ïðîâåðêà íà óñòîé÷èâîñòü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.5. Ïîñòðîåíèå ýïþð ñèë è ìîìåíòîâ. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè òåëà âèíòà è ãàéêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.6. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ïåðåäà÷è âèíò – ãàéêà . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5. Ñîåäèíåíèÿ ñ íàòÿãîì . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.2. Îáåñïå÷åíèå ñïîñîáíîñòè ñîåäèíåíèÿ ïåðåäàâàòü çàäàííóþ íàãðóçêó . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåé . . . . . . . . . . . . . . 52 5.4. Óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.5. Óñëîâèÿ ñáîðêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.6. Ïðèìåð ïîäáîðà ïîñàäêè ñ íàòÿãîì . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.7. Ïðèìåð îïðåäåëåíèÿ ñèëû ïðåññîâàíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . 57 6. Øïîíî÷íûå, øòèôòîâûå è øëèöåâûå ñîåäèíåíèÿ . . . . . . . . . . . . . 59 6.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.2. Ñîåäèíåíèÿ ñ ïðèçìàòè÷åñêèìè øïîíêàìè . . . . . . . . . . . . . . 60 6.3. Ñîåäèíåíèÿ ñ ñåãìåíòíûìè øïîíêàìè. . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.4. Øòèôòîâûå ñîåäèíåíèÿ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.5. Øëèöåâûå ñîåäèíåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 6.6. Ïðèìåð ðàñ÷åòà øïîíî÷íîãî è øëèöåâîãî ñîåäèíåíèé . . . . . . . . 65 7. Çàêëåïî÷íûå ñîåäèíåíèÿ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 7.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 7.2. Ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ ïðè íàãðóæåíèè â ïëîñêîñòè ñòûêà . . . . . . . . 68 7.3. Ñîåäèíåíèå íàãðóæåíî â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ñòûêó . . . . . 69 8. Êëååâûå ñîåäèíåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Ïðèëîæåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Ñïèñîê ëèòåðàòóðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 88