Данный раздел курсовой работы состоит из расчетной и графической частей.
Первая часть предусматривает выполнение следующих параграфов:
1) расчет максимально допустимой статической нагрузки для трех вариантов посадок и выбор оптимальной посадки;
2) определение основных параметров резьбы;
3) определение отклонений и предельных размеров резьбовых деталей;
4) определение предельных и вероятностных зазоров в резьбовом соединении по среднему диаметру;
5) подсчет приведенного среднего диаметра и заключение о годности резьбовой детали;
6) назначение средств контроля.
Вторая часть иллюстрирует соответствующие параграфы первой следующими чертежами:
1) профиль резьбы;
2) схема расположения полей допусков резьбовых деталей.
4.1. Расчет максимально допустимой статической нагрузки для трех вариантов посадок и выбор оптимальной посадки
Максимально допустимая статическая нагрузка при условии среза витков резьбы гайки подсчитывается по следующей формуле:
, | (4.1.) |
где Р0 – статическая нагрузка, кН;
|
|
– допускаемое напряжение на срез, Па;
d – номинальный наружный диаметр резьбы болта, м;
L – длина свинчивания, м;
m – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки витков резьбы;
при ;
k – коэффициент полноты сечения витков резьбы.
где – номинальное значение коэффициента полноты сечения витков резьбы, для треугольной метрической резьбы = 0,875;
– нижнее отклонение наружного диаметра болта, мм;
– верхнее отклонение среднего диаметра гайки, мм;
H – высота исходного профиля метрической резьбы, для треугольной метрической резьбы Н = 0,866 ∙ Р, где Р – шаг резьбы.
Значения и находятся по ГОСТ 16093-81.
Для рассмотрения предложены три наиболее применяемые в промышленности посадки:
.
По формуле (1) необходимо рассчитать максимально допустимую статическую нагрузку для каждой из трех посадок и выбрать такую посадку, чтобы выполнялось следующее условие:
,
где – коэффициент запаса прочности резьбового соединения;
– максимальная статическая нагрузка, определяемая эксплуатационными соображениями.
4.2. Определение основных параметров резьбы
Основные параметры резьбы определяются по ГОСТ 9150-81 (профиль резьбы), ГОСТ 24705-81 (основные размеры), ГОСТ 8724-81 (диаметры и шаги).
Полученные значения этих параметров подставляются в рисунок 1, который выполнен в соответствии с ГОСТ.
Рис.4.1. Профиль резьбы
4.3. Определение отклонений и предельных размеров резьбовых деталей
По ГОСТ 16093-81 определяются верхние (es, ES) и нижние (ei, EI) отклонения наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки для выбранного варианта посадки. Затем подсчитываются значения допусков и предельных размеров наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки.
|
|
Все полученные значения оформляются в виде таблицы:
Номиналь-ные размеры, мм | Болт | Гайка | ||||||||
Предельные отклонения, мкм | допуск, мкм | Предельные размеры, мм | Предельные отклонения, мкм | допуск, мкм | Предельные размеры, мм | |||||
верх-нее es | ниж-нее ei | наиб | наим | верх-нее ES | ниж-нее EI | наиб | наим | |||
В соответствии с ГОСТ 16093-81 выполняется рисунок 2 для выбранного варианта посадки.
Внутренняя резьба (гайка), основное отклонение Н |
Наружная резьба (болт), основное отклонение g |
Рис.4.2. Схема расположения полей допусков резьбовых деталей
4.4. Определение предельных и вероятностных зазоров в резьбовом соединении по среднему диаметру
Предельные зазоры по среднему диаметру подсчитываются по следующим формулам:
,
.
где , – наибольший и наименьший зазоры, мкм;
– верхнее и нижнее отклонения среднего диаметра резьбы гайки соответственно, мкм;
– верхнее и нижнее отклонения среднего диаметра резьбы болта соответственно, мкм.
Вероятностные зазоры по среднему диаметру подсчитываются по следующим формулам:
,
.
где , – наибольший и наименьший вероятностные зазоры по среднему диаметру, мкм;
– допуски среднего диаметра болта и гайки соответственно, мкм;
– средний зазор, мкм.
Средний зазор определяется уравнением:
,
где k – коэффициент, учитывающий степень ответственности резьбовых соединений.
k = 0,8 для ответственных высокоточных соединений (точный класс).
k = 1,0 для обычных соединений (средний и грубый класс).