Резьбовые соединения (лекция 2)

1. Лекция 2 Резьбовые соединения

Министерство образования и науки Российской Федерации
Калужский филиал федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего образования
«Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Лекция 2
Резьбовые соединения

2.

3.

Геометрические параметры резьбы
H – высота рабочего профиля резьбы (характеризует зону контакта винта и гайки);
d – наружный и номинальный диаметр резьбы;
d1 – внутренний диаметр резьбы (диаметр резьбы по впадинам);
d2 – средний (расчетный) диаметр резьбы;
α – угол профиля резьбы;
p – шаг резьбы – расстояние по среднему диаметру между одноименными
сторонами соседних профилей

4.

5.

6.

Tкл Т зав Т Р ТТ
Tкл Fкл l
ТТ Ff
Dср
2

7.

2TP
Ft
d2
Ft F tg
2TP
F tg
d2
TP 0,5Fd 2 tg
D
Т зав Т Р ТТ 0,5Fd 2 tg 0,5FfDср 0,5Fd 2 ср f tg
d2
Момент отвинчивания гайки
Ft F tg
Dср
Т отв 0,5Fd 2
f tg
d
2

8.

9.

10.

Разрушение элементов резьбы
Срез элементов резьбы
F
в
d1 H г k km
Смятие элементов резьбы
F
см
см ,
d 2 h km z
kт-коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы 0,6…0,7
k- коэффициент полноты резьбы:
• треугольная 0,87
• прямоугольная 0,5
• трапециидальная 0,65
При выборе стандартного крепежа расчет проводить не обязательно

11.

Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует
При затяжке болт испытывает сложное напряженное состояние –
напряжение с кручением
Напряжение растяжения от силы Fзат
4 Fзат
d1
2
Напряжение кручения от момента
0,5 Fзат d 2tg
T
P
3
WP
0,2 d
ТР
1
Эквивалентное напряжение
экв 2 3 2 [ ]
экв 1,3
или
Расчёт прочности болтов
(проверочная зависимость)
Диаметр стержня
(проектная зависимость)
экв
d1
1,3 4 Fзат
d1
2
[ ]
1,3 4 Fзат
[ ]

12.

Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими
детали в стыке
Установка болта с зазором
Условие отсутствия сдвига деталей (на один болт):
F iFтр iFзат f
k F
Fзат
i f
Прочность болта оценивается по эквивалентному
напряжению
1,3 4 Fзат
Расчёт прочности болтов
(проверочная зависимость)
экв
Диаметр стержня
(проектная зависимость)
1,3 4 Fзат
d1
[ ]
d1
2
[ ]

13.

Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими
детали в стыке
Установка болта без зазора
Условие прочности болта по напряжениям среза
4F
d i
2
[ ]
Условие прочности болта по напряжениям
смятия для центральной детали или
соединения двух деталей
F
см
[ см ]
d 2
Условие прочности болта по напряжениям
смятия для крайней детали
см
F
[ см ]
2d 1

14.

Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык
После приложения внешней нагрузки к затянутому
соединению болт дополнительно растянется на
некоторую величину, а деформация сжатия деталей
уменьшится на эту же величину.
В этом случае часть внешней нагрузки, равная F
дополнительно нагружает болт, а остальная часть,
равная 1 F идет на разгрузку стыка
Сила, сжимающая детали в стыке, от одного болта
Условие нераскрытия стыка
Fст Fзат (1 ) F
Fзат k зат (1 ) F
Расчетная нагрузка на затянутый болт
Fр Fзат F k зат 1 F
Соединение затягивается при нагрузке
FP 1,3Fзат F 1,3k зат 1 F

15.

Величина коэффициента затяжки
Нераскрытие стыка зависит от сохранения силы затяжки в процессе
эксплуатации
Качество обработки поверхностей стыка
Число поверхностей стыка
Качество поверхности и точность резьбы
Надежность стопорения
Качество прокладок