Расчет и выбор болтовых и штифтовых соединений для различных конструктивных решений (стр. 2 из 3)

Н

Проверка

Н

3.4 Рассчитать болт на статическую прочность (по максимальным напряжениям):

,

где

- максимально возможные напряжения в болте;

Условие выполняется.

МПа

3.5 Проверить болты на выносливость от действия на соединение возможной переменной временной нагрузки, изменяющейся по циклу от

до с амплитудой .

Амплитуда нормальных напряжений

МПа

Нормальные напряжения в болте затяжки (минимальные напряжения цикла)

МПа

Средние нормальные напряжения в болте

МПа

Максимальные напряжения в болте

МПа

Запас прочности по переменным напряжениям подсчитывается по формуле

где

- предел выносливости материала определяется по табл.1,1[1]( МПа);

- эффективный коэффициент концентрации напряжений( );

- коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Условие выполняется.

4. Для соединения пластин болтами, нагруженными статической силой F, сдвигающей детали в стыке, выполнить следующее:

4.1 Рассчитать и подобрать стандартные болты, установленные в отверстии с зазором при одной плоскости стыка в соединении. Необходимый внутренний диаметр резьбы

мм

где f – коэффициент трения для стальных поверхностей(f=0,15…2=0,17);

i– число плоскостей стыка деталей(i=1);

K_сц – коэффициент запасасцепления(К_сц=1,3…1,5=1,4)

МПа

Выбрали диаметры болтов d₁=31,67. (М36).

выбрали коэффициент запаса прочности

.

4.2 Рассчитать и подобрать стандартные болты, установленные в отверстии с зазором при двух плоскостях стыка(i=2) в соединении (рис. 4,б)

мм

Выбрали диаметры болтов d₁=26,21мм. (М30).

Вновь выбрали коэффициент запаса прочности

МПа

мм

Выбрали диаметры болтов d₁=26.21 мм. (М30).

4.3 Болт установлен в отверстие, калиброванное разверткой без зазора, при двух плоскостях стыка в соединении

4.3.1 Определить диаметр стержня болта в опасном сечении

мм

где

- число болтов, принимаемое в два раза меньше чем по варианту задания;

- допускаемые напряжения на срез болтов( МПа);

i=2 – число плоскостей среза.

Выбрали диаметр болта d₀=11мм. (М10).

4.3.2 Определить требуемую рабочую толщину

средней пластины из условия прочности детали на смятие

мм

где

- допускаемые напряжения на смятие для болтового соединения определятеся по табл.14 [1] ( МПа).

Выбрали материал пластин – Ст 20кп.

4.3.3 Определить размеры(толщины) пластин (рис.4, А-А) и выбрать стандартный болт по ГОСТ 7817-72 [1].

Толщина средней пластины без фасок на отверстии

или при наличии фасок на отверстии , где - глубина фасок .

Приняли

мм.(без фасок) и мм.(с фасками).

Толщина крайних пластин

где

- 1…8 мм. – добавка, зависящая от мм.

Приняли

мм.

Приняли

мм.

Длина рабочей части болта

мм.

мм.

Условие выполняется.

4.3.4 Сделать эскиз резьбового соединения

5. Для соединения пластин с помощью пальца, нагруженного статической силой F, выполнить следующее:

5.1 Определить диаметр пальца

в опасном сечении по зависимости п. 4.3.1 при .

мм.

Выбрали диаметр болта d=8,37 мм. (М10).

5.2 Определить толщины средней h₄ и крайних h₅ пластин. Из зависимости по п.4.3.2

мм.

мм – в зависимости от диаметра пальца

(

мм.)

Приняли h₄=31 мм.

мм.

Приняли h₅=16мм.

5.3 Сделать эскиз соединения пластин с помощью пальца

6. Результаты расчетов занести в сводную таблицу и сделать сравнительный анализ различных вариантов конструктивных решений соединений

Сводная таблица результатов расчета

Крепящиесяэлементы	Вид нагружения болтов(по пункту задания)				Расчетный диаметр	Принятый диаметр	Обозначение резьбы выбранного болта
Кронштейн	1.1 Болт нагружен осевой силой				8,82	10,11	M12
	1.2 Болт предварительно затянут и нагружен осевой силой (неконтролируемая затяжка)	1.2.1 Последующая затяжка отсутствует		при постоянной нагрузке	19	20,75	M24
				при переменной нагрузке	23,2	26,21	M30
		1.2.2 Последующая затяжка под нагрузкой возможна		при постоянной нагрузке	15,7	17,29	M20
				при переменной нагрузке	21,7	26,21	M30
	1.3 Условия нагружения по п.1.2.1,б с контролируемой затяжкой				16,4	17,29	M20
Пластины	4. Пластины, нагруженные статической силой, сдвигающей детали в стыке		4.1 Болты установлены с зазором (одна плоскость стыка)		27,9	31,67	M36
			4.2 Болты установлены с зазором (две плоскости стыка)		25,5	26,21	M30
			4.3 Болты установлены без зазора (две плоскости стыка)		11	11	M10
	5. Один палец нагружен статической силой				7,8	8,37	M10

7. Штифт установлен в отверстие, калиброванное разверткой без зазора в двух плоскостях стыка в соединении