21-ЭУД Белецкая 9 вариант / ДМ лаба №3 финал

Лабораторная работа 3

Резьбовые соединения

Задача1.

Определить номинальный диаметр болта, нагруженного осевой силой F, кН.

Допускаемое напряжение растяжения в стержне болта:

№№ вариантов	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Нагрузка F, кН	5	7	9	12	15	20	25	30	35	40	11	14	18	38	15	16
Класс прочности болта	3.6	4.6	5.6	6.6	6.8	8.8	5.8	4.8	10.9	9.8	5.6	6.8	8.8	9.8	8.8	4.8

Решение

Условие прочности болта от действия осевой силы:

где – внутренний диаметр резьбы болта (расчетное значение).

Предел текучести определяется, исходя из класса прочности болта:

Находится расчетное значение , затем округляется до стандартного значения (в большую сторону) по ГОСТ 24705-81 ( , определяется номинальный диаметр резьбы и выбирается болт по ГОСТ 7798-70.

Ближайшее значение по ГОСТ 24705-81 мм

номинальный диаметр резьбы по ГОСТ 24705-81 12 мм, с шагом резьбы P=0,75 мм

Запишем обозначение выбранного болта: БОЛТ М12х0,75 ГОСТ7798-70

Задача 2.

Рассчитать болты фланцевой муфты (рис. 12), передающей мощность P, кВт, при частоте вращения n, мин^-1; диаметр окружности осей болтов D₀=220 мм.

Расчет произвести для двух вариантов:

1 – болты установлены без зазора;

2 – болты установлены с зазором.

Коэффициент трения между торцами полумуфт f=0,15. Количество болтов n_б=6. Класс прочности болтов 5.8. Сравнить результаты 1 и 2 вариантов.

№№ вариантов	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Мощность P, кВт	35	40	45	50	55	10	15	20	25	30	17	20	25	35	20	30
Частота вращения, мин-1	200	220	250	275	300	50	80	100	120	150	85	90	100	150	150	220

Решение.

где P =55кВТ – мощность;

T – вращающий момент;

– угловая скорость;

N=300 мин^-1 – число оборотов в мин.

Получаем для мощности:

Отсюда:

С другой стороны,

Отсюда:

1. Болт без зазора.

Стержень болта испытывает напряжение среза:

где i – число плоскостей среза (в данной задаче =1);

– диаметр гладкой части стержня болта.

Определяется расчётное значение:

d=6

Далее округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 7817-80 и выбираем болт. Это БОЛТ М6х1 ГОСТ 7817-80

2. Болт с зазором.

Коэффициент трения между торцами полумуфт задан:

Сила предварительной затяжки из условия отсутствия сдвига:

где i=1 – число плоскостей стыка.

K – коэффициент запаса сцепления на сдвиг (1,25…1,5).

Если принять K=1,5, получим:

=26527 Н

Расчётная осевая сила на болт с учётом скручивания стержня при затяжке гайки:

34485,1 Н

Внутренний диаметр резьбы болта:

Находим расчетное значение , затем округляем до стандартного значения (в большую сторону) по ГОСТ 24705-81 ( , определяем номинальный диаметр резьбы (d), выбирается болт по ГОСТ 7817-80.

16,917 (мм) по ГОСТ 24705-80;

d=18 (мм) по ГОСТ 24705-80;

Это БОЛТ М18х2,5 ГОСТ 7817-80

Выводы: при закреплении болта без зазора, диаметр болта меньше в три раза по сравнению с закреплением болта с зазором, в то же время шаг резьбы у обоих болтов одинаковый. Проанализировав расчёты, можно обосновать этот факт тем что при закреплении с зазором болт испытывает нагрузку приблизительно в 13 раз большую, по сравнению с закреплением без зазора, что и обуславливает такую разницу в диаметрах болтов.