i – число плоскостей среза;
n – число заклепок;
A = πd02/4 – площадь среза одной заклепки;
d02 – диаметр поставленной заклепки = диаметру отверстия;
[τ]сp –допускаемое напряжение на срез;
[τ]сp= 140 МПа для заклепок из Ст0, Ст2 и Ст3. Для латуни и дураллюминия допускаемые напряжения в (1,5 … 2) раза меньше.
Необходимое число заклепок:
Расчет заклепок на смятие.
ПЛАКАТ 9
где δ min – наименьшая толщина соединяемых деталей
[ σ ] см = 280 … 320 МПа для Ст0, Ст2 и Ст3.
Необходимое число заклепок:
Окончательно n принимают большее из двух расчетов.
Расчет соединяемых деталей.
Опасным является сечение, ослабленное отверстиями.
Условие прочности:
b – ширина деталей (листов);
n ' – число заклепок в одном ряду;
δ – толщина деталей (листов);
[ σ ] p – допускаемое напряжение материала детали.
Отсюда требуемая площадь детали:
Следствие: при большом числе заклепок их следует устанавливать в несколько рядов.
К неразъемным соединениям также относятся: паяные соединения, клеевые и соединения с натягом.
Соединения с натягом.
ПЛАКАТ 10
Соединения с натягом осуществляют подбором соответствующих посадок: Н7/р6; Н7/z6; Н7/s6; Н7/u7 в которых натяг создается разностью посадочных размеров отверстия и вала до сборки. Взаимная неподвижность деталей обеспечивается силами трения. Сборку соединения осуществляют механическим и тепловым способом. Соединения просты в изготовлении, хорошо центрируют детали и могут воспринимать значительные нагрузки.
Разъемные соединения.
Они, в отличие от неразъемных, могут быть разобраны без повреждения деталей.
Резьбовые соединения.
ПЛАКАТ 11,12
Это соединения с помощью резьбы, являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьбу имеют свыше 60% деталей, применяемых в конструкциях.
Резьба может быть цилиндрической или конической, однозаходной или многозаходной, правой или левой.
Резьбу получают методом резания накатывания, литьем и прессованием. По форме профиля различают: треугольную, прямоугольную, круглую, трапециидальную и упорную. Наибольшее распространение имеет метрическая резьба по ГОСТ 8724–81 с крупным и мелким шагом. Это треугольная резьба с углом профиля 600.
Обозначается М10, М24 – крупный шаг, М10х1, М24х1,5 – мелкий. Область применения других резьб, ограничена преимущественно специальными конструкциями.
Основные крепежные детали болты, винты, шпильки, гайки и шайбы.
Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются:
d – наружный диаметр резьбы;
d1 – внутренний диаметр резьбы;
d2=(d+d1)/2 – средний диаметр резьбы – диаметр воображаемого цилиндра на котором толщина витка равна ширине впадины;P – шаг
резьбы - расстояние между одноименными поверхностями двух соседних витков в осевом направлении;Pn - ход резьбы - расстояние между одноименными поверхностями одного и того же витка в осевом направлении;
Pn= P – для однозаходной резьбы;
Pn= P·n – для многозаходных;
n – число заходов резьбы;
a – угол профиля резьбы.
ПЛАКАТ 13
Расчет резьбовых соединений.
ПЛАКАТ 14
Разрушение резьбовых соединений происходит, как правило, из-за разрушения болтов и шпилек по резьбовой части. Реже встречаются разрушения болтов под головкой и срез витков резьбы в гайке (корпусе) и на болте.
Расчет резьбовых соединений проводят в зависимости от схемы нагружения:
1. Болт нагружен осевой растягивающей силой. Предварительная затяжка отсутствует. Условие прочности:
Внутренний диаметр резьбы:
;
Допускаемые напряжения:
[σ]p=(0,2…0,3)·σТ.
ПЛАКАТ 15
2. Болт установлен в отверстие без зазора. Соединение нагружено поперечной силой. Разрушение происходит в результате среза болта. Условие прочности:
Диаметр стержня болта
в опасном сечении:
ПЛАКАТ 16
3. Болт установлен с зазором, неподвижность деталей обеспечена силами трения.
Условие неподвижности:
F=Fтр=f·F0;
Сила затяжки болта:
;
f=0,15…0,2 – для стальных и чугунных деталей
Проектный расчет болта в этом случае проводят с учетом 20% запаса от сдвига деталей и с учетом крутящего момента при затяжке:
ПЛАКАТ 17
4. Болт затянут до приложения внешней нагрузки. Внешняя нагрузка стремится раскрыть стык.
F0 – сила затяжки болта
F – внешняя нагрузка на болт
При затяжке болт растягивается, а деталь сжимается. После приложения внешней нагрузки болт дополнительно растянется на величину дельта, а деформация сжатия деталей уменьшится на ту же величину. Упрощенно считают, что только часть внешней нагрузки дополнительно нагружает болт, а другая часть идет на разгрузку стыка.
χ – коэффициент внешней нагрузки учитывает приращение нагрузки болта в долях от силы тогда.
ПЛАКАТ 18
Расчетная суммарная нагрузка болта:
FP= F0+ χ F
На практике рекомендуют принимать:
F0= KзатF
где, Kзат – коэф. затяжки:
Kзат = 1,3…2,5 – при постоянной нагрузке;
Kзат = 2,5…5 – при переменной,
меньше значение при мягкой прокладке больше – при металлической прокладке;
χ = 0,4…0,5 – для соединения с упругими прокладками (асбест, поранит, резина);
χ = 0,2…0,3 – для соединений без упругих прокладок.
Условие прочности:
где, 1,3 – коэффициент учитывающий напряжение кручения при затяжке.
Внутренний диаметр резьбы болтов:
