Расчет болта на прочность
В нашем приспособлении наиболее слабым и уязвимым местом является резьбовое соединение, которое осуществляется резьбовыми крепежными деталями – болтом и гайкой. В данном случае применяется крепежная резьба диаметром 8 миллиметров шагом резьбы 1,5 или 2 миллиметра, обеспечивающая необходимую прочность соединения.
Подавляющее большинство болтов работает со значительной предварительной затяжкой. В результате затяжки болта в его поперечном сечении возникают продольная сила и крутящий момент. Таким образом, стержень болта испытывает растяжение и кручение. Резьба болта подвергается срезу, изгибу и смятию.
При стандартизации резьбовых изделий устанавливают высоту головок болтов и гаек, исходя из равнопрочности их со стержнем болта по резьбе. Поэтому для стандартных крепежных изделий, работающих при статических нагрузках, можно ограничиться расчетом по основному критерию работоспособности – прочности стержня болта при совместном действии растяжения и кручения.
Расчетную площадь, Sр, м2, болта, работающего на растяжение или растяжение и скручивание, принимают по расчетному сечению диаметром dр ≈ d – 0,9Р. Болт рассчитывают только на растяжение, а влияние кручения, возникающего при затяжке, учитывают коэффициентом, kзат, значение которого зависит от соотношения параметров резьбы d1, d2, ψ и приведенного угла трения ρ/.
При расчетах для метрической резьбы можно принимать kзат=1,3.
В нашем случае болт поставлен в отверстие с зазором и затянут так, чтобы сила трения, возникающая между поверхностями поверочной плиты, шатуна и крепежной пластины, обеспечивала нормальную работу соединения без относительного смещения деталей.
В этом случае 4
или 
и, следовательно,
(2.1)
где F3 – сила затяжки болта, Н,
K=1,2 – 1,5 – коэффициент запаса от взаимного сдвига детали, /4/
Q = 500 ньютонов – сила сдвига, в данном случае она принимается равной средней силе руки человека,
f =0,15 – коэффициент трения между поверхностями соединяемых деталей /4/
Такой болт работает на растяжение и кручение. Учитывая работу болта на кручение коэффициентом затяжки kзат=1,3, получаем следующую расчетную зависимость:
σэкв= kзат∙F3/(z∙Sp)=4 kзат∙K∙Q/(π∙f∙z∙dp2)≤[σср] (2.2)
Используя данную зависимость, мы можем определить расчетное напряжение по следующей формуле 5:
σэкв=4 kзат∙K∙Q/(π∙f∙z∙dp2) (2.3)
где kзат=1,3 – коэффициент затяжки,
Q – сила сдвига, кПа,
π = 3,14,
z – число болтов,
dp = 8 – расчетный диаметр, мм.
Здесь расчетное напряжение обозначено σэкв, МПа, так как оно учитывает совместное влияние нормальных напряжений от растяжения болта и касательных напряжений, возникающих при его кручении.
Подставив полученные значения в формулу 5, получим следующее выражение:
σэкв=4∙1,3∙1,4∙500/(3,14∙0,15∙1∙(8)2) ≈ 120,8
Расчетное напряжение на болт не превышает допустимых напряжений, значит использование болта диаметром 8 миллиметров для закрепления шатуна допустимо.
Расчет пластины на изгиб под действием силы затяжки болта
Под действием внешних сил, перпендикулярных к срединной плоскости, пластина меняет свою кривизну. Это изменение кривизны происходит, как правило, одновременно в двух плоскостях, в результате чего образуется некоторая слабоизогнутая поверхность двоякой кривизны, так называемая упругая поверхность.
Рассмотрим нашу пластину толщиной h = 2-3 миллиметра, нагруженную постоянной силой затяжки болта FЗ = 4333 ньютона, расположенной параллельно оси болта. Деформации перемещения и напряжения, возникающие в пластине, будут также направлены параллельно оси болта.
Прогиб пластины обозначим через ω, мм, а угол поворота нормали через υ, градусы.
Рассчитаем силу сдвига, Q, Н: /5/
Q = Р/2πr (2.4)
где Р – сила воздействующая на пластину, в данном случае она равна силе затяжки болта, то есть Р=4333 Ньютона,
π=3,14,
r – радиус пластины.
Принимаем: /5/
(2.5)
где С/1, С2и С3 – произвольные постоянные.
В центре, при r = 0, угол υ = 0. Следовательно, поскольку lim r ln r/R=0, постоянная С2 = 0. Величина C1 подбирается так, чтобы функции обращалась в нуль при r = R. Это дает C1 = 0.
Таким образом,
(2.6)
Изгибающие моменты принимаем: 5
Дорожные условия
1. Элементы плана и профиля дороги. Указываются цифровые значения элементов плана и продольного профиля дороги. В первой графоклетке проставляется элемент плана, во второй - профиля. Например, конец спуска с правым поворотом дороги в плане обозначается как "25". 2. Сооружения и инженерные ...
Выбор типа редуктора
Скорость наматывания каната на барабан: Определение частоты вращения барабана: , , (2.11) Общее передаточное число привода механизма: , , Для редукторов, расчётная мощность на быстроходном валу равна: , (2.12) где - коэффициент, учитывающий условия работы редуктора, - наибольшая мощность, передавае ...
Расчет собственной устойчивости башенного крана
При расчете учитывается вес всех частей крана, вылет крюка (номинальный без груза), уклон пути =3 градуса в сторону противовеса, ветровая нагрузка, действующая на парусную площадку крана в сторону противовеса. При расчете находим: 1) Mуд- момент удерживающий, т м; 2) Мопр- момент опрокидывающий, т ...
