Расчёт резьбового соединения на прочность

Расчёт резьбового соединения на прочность

Как показали исследования, проведенные Н.Е.Жуковским, силы взаимодействия между витками винта и гайки распре­делены в значительной степени неравномерно, однако действительный характер распределения нагрузки по виткам зависит от многих факто­ров, трудно поддающихся учету: неточности изготовления, степени износа резьбы, материала и конструкции гайки и болта и т.д.. Поэтому при расчете резьбы условно считают, что все витки нагружены одина­ково, а неточность в расчете компенсируют значением допускаемого напряжения.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид:

 

,                                               (3.1) где 125,Q — осевая сила (Q=125 кН/4=31,25 кН);А_ср — площадь среза витков нарезки; для винта ,                         (3.2)для гайки .                               (3.3) — высота гай­ки (Н=15 мм); —коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы:для винта , для гайки ; Так как винт и гайка из одногомате­риала, то на срез проверяют только винт, так как . Условие прочности выполняется: Условие прочности резьбы на смятие имеет вид: ,                                            (3.4)где 300 Мпа, А_см — условная площадь смятия (проекция площади контактарезь­бы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): ,                                                       (3.5) где  — длина од­ного витка по среднему диаметру ( =78,5); h — рабочая вы­сота профиля резьбы (1,0825); ,                                                      (3.6)где z – число витков резьбы в гайке высотой H_r р — шаг резьбы (p=1,25)

Условие прочности выполняется:

Расчет приводного вала на прочность

 

Расчёт приводного вала на прочность произведём основываясь на материалах работы [2].

 

Расчет сил в  зубчатом зацеплении

 

Рис.1 Силы в  зубчатом зацеплении

 

Исходные данные:

Наибольший крутящий момент ;

Диаметр шестерни в середине ширины зубчатого венца ;

Угол наклона зуба ;

Угол делительного конуса .

 

Расчет окружной силы

 

,(2.7)

где наибольший крутящий момент, Н/м;

 диаметр шестерни в середине ширины зубчатого венца.

 

.

 

Расчет радиальной силы на шестерне

 

 ,(2.8)

    где радиальный коэффициент силы.

При угле наклона зуба равном

 

,                                                                       (2.9)

где угол делительного конуса, .

.

.

 

Расчет осевой силы на шестерне

 

,                     (2.10)

где осевой коэффициент силы.

При угле наклона зуба равном

 

.

.

 

Расчет результирующего напряжения

 

Исходные данные:

Диаметр вала: ;

Частота вращения вала: ;

Крутящий момент на валу: ;

Усилие на вал: .

 

Расчет реакций опор в вертикальной и горизонтальной плоскости

Проецируем на ось Y:

;

;          (2.11)

.

;

;             (2.12)

.

Проецируем на ось X:

;

.                       (2.13)

 

.

;

.                       (2.14)

.

 

Расчет изгибающих моментов в плоскости X и Y

Вычислим изгибающие моменты в плоскости Y.

 

.                        (2.15)

.

.

.   (2.16)

.

.(2.17)

.

. (2.18)

.

Вычислим изгибающие моменты в плоскости X.

.

.                       (2.19)

.

.(2.20)

 

2.4.3.3. Определение эквивалентного изгибающего момента [4]

Эквивалентный изгибающий момент горизонтальных и вертикальных сил ищем в месте наибольшего изгибающего момента и найдется из зависимости:

 

.                        (2.21)

 

Расчёт резьбового соединения на прочность

Как показали исследования, проведенные Н.Е.Жуковским, силы взаимодействия между витками винта и гайки распре­делены в значительной степени неравномерно, однако действительный характер распределения нагрузки по виткам зависит от многих факто­ров, трудно поддающихся учету: неточности изготовления, степени износа резьбы, материала и конструкции гайки и болта и т.д.. Поэтому при расчете резьбы условно считают, что все витки нагружены одина­ково, а неточность в расчете компенсируют значением допускаемого напряжения.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид:

 

,                                               (3.1) где 125,Q — осевая сила (Q=125 кН/4=31,25 кН);А_ср — площадь среза витков нарезки; для винта ,                         (3.2)для гайки .                               (3.3) — высота гай­ки (Н=15 мм); —коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы:для винта , для гайки ; Так как винт и гайка из одногомате­риала, то на срез проверяют только винт, так как . Условие прочности выполняется: Условие прочности резьбы на смятие имеет вид: ,                                            (3.4)где 300 Мпа, А_см — условная площадь смятия (проекция площади контактарезь­бы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): ,                                                       (3.5) где  — длина од­ного витка по среднему диаметру ( =78,5); h — рабочая вы­сота профиля резьбы (1,0825); ,                                                      (3.6)где z – число витков резьбы в гайке высотой H_r р — шаг резьбы (p=1,25)

Условие прочности выполняется: