8. Методические указания к дипломному расчету.

1. Расчет резьбовых соединений.

Современная технология изготовления крепежных деталей характеризуется широким использованием обработки давлением (холодная и горячая высадка, накатка резьбы) и термообработки, что существенно изменяет механические свойства материалов. Отсюда следует, что механические свойства крепежных изделий зависят как от материала деталей, так и от технологии изготовления.

ГОСТ устанавливает для болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей двенадцать классов прочности с заданными механическими свойствами. Класс прочности обозначается двумя числами: 3,6; 4,6; 4,8; 5,6; 5,8; 6,6; 6,8; 6,9; 8,8; 10,9; 12,9; 14,9. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение временного сопротивления в МПа, а увеличенное в 10 раз произведение первого на второе – предел текучести. Например, классу прочности 5,8 соответствует δ_В=500 МПа и δ_Т=400 МПа. Соответственно установлены классы прочности для гаек из углеродистых и легированных сталей, а также нормируются механические свойства крепежных деталей из коррозийнно-стойких, жаростойких, жаропрочных, теплоустойчивых сталей и из цветных сплавов.

Исходные данные:

Достаточными данными для расчета болтового соединения являются сила F растягивающая болт, угол наклона резьбовой нарезки α, и количество болтов z в конструкции.

Основная цель расчета:

Подобрать из расчета на прочность болты с метрической или трапецеидальной резьбой, а также определить наружный диаметр шайбы.

Последовательность расчета:

1. Для заданного класса прочности материала болта определить предел текучести σ_т и марку стали

2. Для болтов из углеродистой стали без начальной затяжки определить допускаемое напряжение растяжения по формуле , а также принять требуемый коэффициент запаса прочности . Допускаемое напряжение определить по формуле

3. Определить осевую нагрузку F_расч, растягивающую болт: F_расч=2Fsinα/z

4.Определить из условия прочности на растяжение расчетный диаметр болта:

5. Принять диаметр d и шаг резьбы р по условию, что d d_p+0.94p. Тогда расчетный диаметр будет равен d_p=d-0.94p.

6. Из формулы площади шайбы определить наружный диаметр шайбы.

, где d₀=d+1

Приложения.

П.1.Механические характеристики некоторых марок сталей и чугуна.

Марка стали	Толщина листа или диаметр заготовки, мм	Предел прочности, σп, МПа	Предел текучести σт, МПа	Твердость по Бринеллю НВ	Термообработка
Ст2	До 250	412 - 333	216 - 186	133	-
Ст3	>> 250	461-373	235 - 216	132	-
Ст4	>> 250	509 - 412	255 - 235	152	-
Ст5	>> 100	530	256	165-140	-
	100-300	490	265
	300-500	451	226
	500-750	440	220
Ст6	>>100	630	300	170-217	-
	100-300	590	300
	300-500	550	280
	500-750	530	270
Сталь30	-	490	294	179	Нормализация
Сталь 35	До 100	510	270	140-187	Нормализация
	100-300	490	260
	300-500	470	240
	500-700	450	230
Сталь40	До 100	550	280	152-207	Нормализация
	100-300	530	270
	300-500	510	260
	500-700	490	250
Сталь45	До 100	590	300	167-217	Нормализация
	100-300	570	290
	300-500	550	280
	500-700	530	270
Сталь45	40-60	780-880	540	223-250	улучшение
	60-90	730-830	440	207-236
	90-120	680-780	390	194-222
	180-250	640-740	340	180207
Сталь50	До 100	610	320	180-229	Нормализация
	100-300	590	300
	300-500	570	290
Сталь50	До 200	790	540	258-310	Улучшение
Сталь55	До 100	690	330	185-229	Нормализация
	100-300	630	320
	300-500	610	310
Сталь 50Г	До 150	640	370	190-229	Нормализация
	150-400	610	320
Сталь 50Г	До 100	140	410	241-285	Улучшение
	100-200	690	390
Сталь 30ХГС	До 60	980	840	215-229	Нормализация
	100-160	890	690