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
Моделирование системы управления
Ставилась задача рассмотреть и смоделировать протекание процессов происходящих в системе при рассмотренных выше граничных и оптимальных условиях. Задача была решена с помощью ЭВМ. Программа моделирования была написана на языке Турбо Паскаль и приведена в приложении Д. Программа рассчитывает схему п ...
Проектирование маршрута восстановления детали
Приступая к составлению технологического маршрута, необходимо в первую очередь определить план обработки поверхностей – структуру операций. Деталь поступает на слесарно-механический участок, где для деф. 1 согласно схеме базирования детали в тисках калибруют резьбу последовательно 8 отверстий (деф. ...
Вопросы теоретического коллоквиума
1. Как снять катушку зажигания? 2. Каким образом снимается вискомуфта? 3. Каким образом можно полностью отсоединить корпус контроллера от впускного коллектора? 4. Каким образом снимаются распределительные валы? 5. В какой последовательности снимаются металлические пробки, пластмассовые пробки, и бо ...
