Основные геометрические параметры резьбы

Наружный диаметр болта d, гайки D (рис.4.3.3.3);

внутренний диаметр болта d₁, гайки D₁;

средний диаметр болта d₂, гайки D₂;

угол профиля a;

шаг резьбы р – расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;

ход резьбы р_h = zp – расстояние между одноименными сторонами одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении; число заходов z;

угол подъёма резьбы (чем больше заходность резьбы, тем больше угол подъема резьбы).

Рисунок 4.3.3 Геометрические параметры резьбы

 

23. Шпоночные соединения.

Шпоночное соединение – это своеобразный вид стыковки двух разборных деталей. Оно является немаловажным. В данном случае соединяются детали с применением вспомогательного элемента – шпонки.

Достоинства шпоночных соединений:
• простота конструкции,
• легкость монтажа и демонтажа,
• низкая стоимость.
Недостатки шпоночных соединений:
• шпоночные пазы ослабляют прочность вала и ступицы,
• концентрация напряжений, возникающих в зоне шпоночного паза, снижает сопротивление усталости.

 

24. Шлицевые соединения.

Шлицевое (зубчатое) соединение — соединение вала (охватываемой поверхности) и отверстия (охватывающей поверхности) с помощью шлицев (пазов) и зубьев (выступов), радиально расположенных на поверхности. Обладает большой прочностью, обеспечивает соосность вала и отверстия, с возможностью осевого перемещения детали вдоль оси.

25. Сварные соединения. Виды сварки. Классификация сварных соединений. Расчёт на прочность.

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой.

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния.

Зоны сварного соединения: самая светлая — зона основного металла, темнее — зона термического влияния, самая тёмная область в центре — зона сварного шва. Между зоной термического влияния и зоной сварного шва находится зона расплавления.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Основной металл — металл подвергающихся сварке соединяемых частей.

Зона сплавления — зона частично сплавившихся зёрен на границе основного металла и металла шва.

Зона термического влияния — участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке или наплавке.

Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения.

Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 1.2). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис. 1.2, б).

Рис. 1.2. Стыковые соединения

Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Угловые соединения

Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Тавровые соединения

Нахлесточное соединение - сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис. 1.5, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение - сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 1.5, е).

Рис. 1.5. Нахлесточные (а, б) и торцовое соединения (в)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Пример 1. Определить длину швов, прикрепляющих уголок 100x100x10 мм к косынке (рис. 11. а). Соединение конструируется равнопрочным целому элементу. Материал сталь Ст2. Электроды Э42.

В табл. 2 для стали Ст2 находим допускаемое напряжение [σ_p] = 140 МПа. Площадь профиля уголка 1920 мм² ("Уголки стальные горячекатаные равнополочные" ГОСТ 8509-93).

Расчетная сила в уголке

Р = 140x1920 = 268 800 Н

В данном случае допускаемое напряжение при срезе, согласно табл. 1, в сварном шве

[τ_cp] = 140x0,6 = 84 МПа

.

Требуемая длина швов (при К =10 мм) в нахлесточном соединении согласно расчету к рис. 11а.

Длина лобового шва l = 100 мм: требуемая длина обоих фланговых швов l_фл = 458-100 = 358 мм. Так как для данного уголка е₁ = 0,7 l то длина шва 2 будет l₂ - 0,7x358 = 250 мм, длина шва 1 будет l₁ = 0,3x358 = 108 мм. Принимаем l₂ = 270 мм, l₁ = 130 мм.

Пример 2. Определить длину l швов, прикрепляющих швеллер №20а. нагруженный на конце моментом М = 2,4x10⁷ Н·мм (рис. 11. б). Материал сталь Ст2. Электроды Э42.

В табл. 2 для стали Ст2 находим допускаемое напряжение [σ_p] = 140 МПа. Допускаемое напряжение при срезе, согласно табл. 1, в сварном шве

[τ'_cp] = 140x0,6 = 84 МПа

.

Момент сопротивления сечения швеллера W = 1,67 x 10⁵ мм³ (из ГОСТа)

Напряжение

σ = 2,4x10⁷ / 1,67x10⁵ = 144 МПа

Катет горизонтальных швов К₁ = 10 мм, вертикального К₂ = 7,5 мм. Из формулы 1 (см. выше) находим

Принимаем l = 200 мм. При этой длине шва напряжение при изгибе

Полученная величина меньше допускаемой [τ'_cp] = 84 МПа.