Резьба метрическая по СТ СЭВ 180-75, 181-75 (извлечение)

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Размеры, мм

Номинальный диаметр резьбы

Резьбы с крупным шагом

Резьбы с мелким шагом

Шаг резьбы

Средний диаметр

Внутренний диаметр

Шаг резьбы

Средний диаметр

Внут- ренний диаметр

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 45 48

1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,00 2,50 2,50 2,50 3,00 3,00 3,50 3,50 4,00 4,00 4,50 4,50 5,00

5,350 7,188 9,026 10,863 12,701 14,701 16,376 18,376 20,376 22,051 25,051 27,727 30,727 33,402 36,402 39,077 42,077 44,752

4,918 6,647 8,376 10,106 11,835 13,835 15,294 17,294 19,294 20,752 23,752 26,211 29,211 31,670 34,670 37,129 40,129 42,587

0,75 1,00 1,25 1,25 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00 2,00 2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00

5,510 7,350 9,188 11,188 13,026 15,026 17,026 19,026 21,026 22,701 25,701 28,701 31,701 34,051 37,051 40,051 43,051 46,051

6,188 6,918 8,647 10,647 12,376 14,376 18,376 18,376 20,376 21,835 24,838 27,335 30,835 32,752 36,752 38,752 41,752 44,752

Таблица 5.2

Значения коэффициента запаса прочности при расчете болтов
с неконтролируемой затяжкой и постоянной нагрузке

Марка стали болта	Диаметр резьбы , мм
Марка стали болта	От 6 до 16	От 16 до 30	От 30 до 60
Ст. 10, ст., 3, 20, 35, 45	5,0 – 4,0	4,0 – 2,5	2,5 – 1,6
35Х, 40Х, 18ХНВА, 30ХНВ, 30ХГСА	6,6 – 5,0	5,0 – 3,3	3,3

5.3. Методика выполнения сборки и обработки
результатов измерений

1. Измерить штангенциркулем и линейкой номинальный диаметр резьбы и стержня болта (рис. 5.1), номинальную длину болта, длину резьбы , размер «под ключ» болта, высоту болта, диаметр описанной окружности головки болта, высоту и размер «под ключ» гайки, диаметр описанной окружности гайки, диаметр отверстия (внутренний диаметр резьбы) гайки.

2. Подсчитать число заходов резьбы (соответствует количеству сбегов резьбы).

3. Измерить линейкой расстояние между вершинами витков, подсчитать число витков резьбы на длине (рекомендуется выбирать - целое число и ).

4. Вычислить шаг резьбы

(5.7)

5. Уточнить по табл. 5.1 значение диаметров , , шага и определить по той же таблице соответствующее им значение среднего диаметра .

6. Вычислить по формуле (5.1) рабочую высоту профиля, по формулам (5.2) и (5.3) углы подъема резьбы.

Занести в таблицу отчета полученные величины геометрических параметров резьбового соединения.

7. Задать по табл. 5.3 материал болта и гайки (номер варианта соответствует последней цифре шифра студента).

Таблица 5.3

Механические свойства материала болтов и гаек

Показатели материала болта и гайки

Номер варианта

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Марка стали Ст. 10 Ст. 3 20 35 45 35Х 40Х 18ХНВА 30ХНЗ 30ХГСА Предел текуче- сти

, Н/мм² 200 220 240 300 350 640 700 750 800 900

8. Вычислить по формулам (5.4), (5.5) и (5.6) допускаемое усилие по растяжению нарезанной части болта , по формуле (5.7) допускаемой усилие по срезу резьбы , по формуле (5.8) допускаемое усилие по смятию резьбы .

Занести в соответствующую таблицу отчета полученные значения допускаемых усилий.

9. Сформулировать выводы, в которых следует указать величину основных геометрических параметров резьбового соединения и по какому напряжению (растяжения, среза или смятия) следует определять допускаемое усилие резьбового соединения.

Составление отчета

Составить отчет по лабораторной работе согласно прилагаемой форме.

На эскизе болта и гаек указать полученные значения размеров, а не их условные обозначения.

Форма отчета

Лабораторная работа №5.

Определение основных параметров резьбового соединения

1. Цель работы.

________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Таблица результатов измерений и расчетов

Таблица 5.4

Геометрические параметры резьбового соединения.

, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм

, мм		, мм		, мм	, мм	, мм	, град	, мм

Таблица 5.5

Прочностные параметры материала и резьбового соединения

Марка материала болта и гайки	, Н/мм²		, Н/мм²	. Н/мм²	, Н/мм²	, Н	, Н	, Н

3. Эскиз болта и гайки

4. Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнил__________________________________

Работу принял_____________________________________

Лабораторная работа №6.
Определение коэффициента трения в резьбе
и на торце гайки

Цель работы

Определение значений коэффициентов трения в резьбе и на торце гайки и коэффициента приведения резьбового соединения при статической нагрузке в зависимости от осевой силы затяжки.

Общие сведения

Большинство применяющих в машиностроении болтов, винтов и шпилек (рис. 5.1.) подвергается предварительной затяжке. Значение силы затяжки зависит от величин и характера действующих на соединение нагрузок, жесткости деталей соединения и т.д.

Для обеспечения требуемой силы затяжки к гайке прикладывается момент завинчивания, преодолевающий моменты трения в резьбе и на торцевой поверхности гайки.

Момент завинчивания гайки

(6.1)

где - момент трения в резьбе;

- момент трения на торце гайки.

(6.2)

(6.3)

где - окружная сила;

- осевая сила затяжки;

- угол подъема резьбы;

- приведенный угол трения в резьбе;

- средний диаметр резьбы;

- коэффициент трения на торце гайки;

- средний диаметр опорной поверхности гайки.

Для однозаходной резьбы

, (6.4)

где - шаг резьбы.

, (6.5)

где - приведенный коэффициент трения в резьбе.

Для метрической треугольной резьбы ( )

(6.7)

Опорная поверхность гайки ограничена наружным диаметром окружности, вписанной в шестигранник, и внутренним диаметром окружности фаски в отверстии гайки. Можно принять диаметры , , где - размер под ключ, - наружный (номинальный) диаметр резьбы болта. Тогда средний диаметр опорной поверхности гайки

(6.8)

Из формул (6.2), (6.5), (6.6), (6.7) коэффициент трения в резьбе

(6.9)

Из формул (6.3) и (6.8) коэффициент трения на торце гайки

(6.10)

Осевая сила затяжки растягивает болт, момент трения в резьбе скручивает болт.

Касательные напряжения при кручении

(6.11)

где - полярный момент сопротивления болта по внутреннему диаметру резьбы;

- внутренний диаметр резьбы болта.

Нормальные напряжения при растяжении

(6.12)

где - площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы.

Эквивалентное напряжение

(6.13)

В инженерной практике совместное растяжение и кручение болта обычно заменяют одним растяжением под действием увеличенной с учетом кручения силы

(6.14)

где - коэффициент приведения.

(6.15)

По литературным длинам коэффициент приведения , а значения коэффициентов и колеблются в пределах от 0,15 доя 0,20.

Устройство установки

Установка (рис. 6.1) состоит из корпуса 1, динамометрической пружины 2, испытуемых болта 3 и гайки 4, сменных втулок 5 и 6, стопорных головок 7, сферической шайбы 8, ударного подшипника 9 и индикатора 10.

Динамометрическая пружина 2 предназначена для определения силы затяжки болта по ее деформации, определяемой индикатором.

Упорный подшипник 9 служит для устранения потерь на трение на торце гайки. Втулка 6 выключает из работы упорный подшипник. Сферическая шайба 8 служит для устранения внецентренного растяжения болта 3 при завинчивании гайки 4. Проворачивание болта предотвращает головка 7.

Затяжка гайки производится торсионным динамометрическим ключом. Крутящий момент и усилие затяжки определяются по соответствующим тарировочным графикам.

6.4. Методика выполнения работы и обработки
результатов измерений

1. Замерить штангенциркулем и линейкой наружный диаметр резьбы, шаг резьбы, размер под ключ гайки.

2. Уточнить значения и , по табл. 11.1 (см. лабораторную работу №11) и определить по ней внутренний диаметр , средний диаметр , угол подъема и площадь сечения .

3. Установить из условия прочности растяжение допустимую силу затяжки болта

где - допускаемое напряжение на растяжение болта;

1,3 – коэффициент, учитывающий касательные напряжения.

где - предел текучести для материала болта (сообщает преподаватель);

- коэффициент безопасности: для болтов М12-М16 n=3-4, для болтов М18-М20 n =3-2.

4. Принять при испытаниях максимальную силу затяжки кН, где 39,2 кН – допускаемая сила динамометрической пружины.

5. Найти по тарировочному графику показания индикатора динамометрической пружины для четырех значений усилий затяжки ( , , , ).

6. Собрать установку согласно рис. 6.1, в. Упорный подшипник должен вращаться свободно, исключая трение на торце гайки.

7. Выставить на «0» показания индикаторов динамометрической пружины и динамометрического ключа. Для установки индикатора ключа на 0 ключ установить горизонтально.

Рис. 6.1. Схема установки для определения коэффициентов
трения в резьбе и на торце гайки.

8. Навинтить гайку динамометрическим ключом плавно, без рывков и остановок. Для каждого значения силы затяжки снять показания индикатора ключа (показания снимаются при заворачивании гайки без снятия нагрузки). Повторность опыта – троекратная.

Результаты измерений занести в отчет. По среднему значению показаний индикатора согласно тарировочному графику определить величину момента в Н·мм.

9. Собрать установку согласно рис. 6.1, б. При этом упорный подшипник выключается из работы и в испытуемом соединении к тернию в резьбе добавляется трение на торце гайки.

10. Повторить для тех же четырех значений усилий затяжки объем работ, предусмотренных п.п. 4.7 и 4.8, и определить величину момента .

11. Вычислить момент трения на торце гайки

12. Вычислить по формулам (6.9), (6.10), (6.11), (6.12), (6.13), (6.15) значения , , , , , и занести в соответствующую таблицу отчета.

13. Построить графики зависимости коэффициентов трения , и коэффициента приведения .

14. Сформулировать выводы, в которых следует отразить характер зависимостей коэффициентов трения и приведения от усилия затяжки и степень совпадения полученных значений коэффициентов с известными из курса «Детали машин».

Составление отчета

Составить отчет по лабораторной работе согласно прилагаемой форме.

Форма отчета

Лабораторная работа №6.

Определение коэффициента трения в резьбе и на торце гайки

1. Цель работы.

________________________________________________________________

2. Схема установки для испытаний.

3. Характеристика резьбового соединения.

, мм

, мм²

, град

, мм

Марка стали

, Н/мм²

, Н

4. Данные измерений

№ п/п

Сила затяжки

Момент завинчивания

Число делений индикатора

С подшипником

Без подшипника

Дел. индикатора

Н·мм

Дел. индикатора

Н·мм

Ср.

Ср.

1 2 3

5. Данные расчета

№ п/п	, Н/мм			, Н/мм²	, Н/мм²	, Н/мм²
1 2 3

6. Графики зависимостей , ,

7. Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнил___________________________

Работу принял______________________________

Лабораторная работа №7.
Исследование болтового соединения,
работающего на сдвиг

Цель работы

В болтовом соединении, нагруженного поперечной нагрузкой, при условии, что болт поставлен с зазором, внешняя нагрузка уравновешивается силами трения в стыке, которые создаются затяжкой болта.

Целью работы является определение экспериментальной зависимости сдвигающей силы от силы затяжки болта в напряженном болтовом соединении (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема болтового соединения.

Болт в рассматриваемом соединении работает на растяжение от силы затяжки до тех пор, пока сохранится зазор между болтом и пластинами.

Если пластины сдвинутся и зазор выберется, то соединение считается нарушенным. Сила , при которой пластины сдвигаются, является предельной для данной силы затяжки .

Полученную экспериментальную зависимость силы от необходимо сопоставить с зависимость, полученную расчетным путем.

Расчетные зависимости

Предельная сдвигающая сила равна силе трения в стыках деталей

, (7.1)

где - число стыков.

Из условия равновесия при отсутствии сдвига деталей в стыке

(7.2)

Здесь - коэффициент трения на поверхности стыка;

- сила затяжки болта.

Связь между осевой силой и моментом, приложенным к гайке, определяется зависимостью

(7.3)

где - момент трения в резьбе;

- момент трения на опорном торце гайки;

- средний диаметр резьбы;

- угол подъема резьбы;

- приведенный угол трения;

- коэффициент трения на торце гайки;

- наружный диаметр опорной поверхности гайки (равный зеву ключа);

- внутренний диаметр опорной поверхности гайки.

Приближенно для нормальной метрической резьбы при

(7.4)

Здесь - наружный диаметр резьбы.

Подставив в уравнение (7.2) значение из (7.3), получим

(7.5)

Если принять, что коэффициенты трения и не изменяются при различных затяжках, то связь между и будет линейной.

Оборудование и приборы

Для проведения опытов необходимы:

- ручной винтовой пресс (рис. 7.2);

- динамометрический ключ со сменной головкой (рис. 7.3);

- болт с шайбой и гайкой.

Винтовой пресс. Пресс состоит из основания 16, верхней 3 и нижней 6 траверс и двух цилиндрических стоек 8. Винт 5 жестко скреплен с маховиком 1 и зафиксирован от особых перемещений в верхней траверсе упорным подшипником 2.

При вращении маховика винт 5 ввертывается (или вывертывается) в ползун 4. Ползун от поворота зафиксирован шпонкой и может перемещаться в нижней траверсе только вдоль оси отверстия.

Ползун 4 через динамометрическое кольцо 7 соединен с колодкой 14 исследуемого болтового соединения 9. Пластина 13, прижимаемая болтом 12 скреплена осью 16 с подъемным столиком 10. Болт от поворачивания фиксируется планкой 17.

Быстрое перемещение ползуна 4 с колодкой 14 относительно пластин достигается вращением маховика 1.

Для медленного перемещения пластин 13 относительно колодки 14 предусмотрено устройство, которое позволяет перемещать столик 10 вращением маховичка 11.

Устройство для измерения усилия состоит из динамометрического кольца 7 и индикатора 18. Измерение нагрузки производится путем замера величины деформации кольца 7 с помощью индикатора 18, укрепленного на кольце, с последующим нахождением нагрузки по тарировочному графику динамометрического кольца.

Для контроля зазора между болтом и пластинами на колодке и пластине нанесены риски, которые позволяют контролировать выбор зазора в соединении.

Основные данные пресса:

- предельная растягивающая или сжимающая нагрузка – 2000 кг;

- максимальная высота исследуемого соединения – 300 мм;

- максимальный ход гайки – ползуна – 100 мм;

- ход подъемного столика – 50 мм;

- габариты - 590×505×1445 мм.

Рис. 7.2. Схема ручного винтового пресса.

Динамометрический ключ. Предназначен для завинчивания гайки 19 (рис. 7.3). В динамометрическом ключе упругий стержень 1 с рукояткой 2 и державкой индикатора 3 закреплены в колодке 4. На квадратный выступ колодки 4 надевается сменная головка 5 с зевом, соответствующим завертываемой гайке.

Рис. 7.3. Динамометрический ключ.

При завертывании гайки величина деформации стержня, фиксируемая индикатором 6, пропорциональна моменту завертывания гайки. Для перевода показаний индикатора в величину момента используется тарировочный график.

Динамометрический ключ тарируется при закрепленной сменной головке в горизонтальном положении подвешиванием грузов к центру рукоятки.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45