Допускаемые напряжения в расчете сварных соединений

Допускаемые напряжения нужны для проверки прочности изделия. Прочность сварного соединения зависит от факторов: качества основного материала (хорошо свариваются низко- и среднеуглеродистые стали), способа сварки (снижают прочность непровары и подрезы, скопление металла в месте пересесения швов), характера действующих нагрузок (хорошо – при постоянных нагрузках, плохо - на перемен., ударных нагрузках). Если расчетное напряжение превышает допускаемое, то происходит разрушение конструкции по тем или иным параметрам. Для отличия допускаемых напряжений в сварных швах от напряжений в целых сечениях, их отмечают штрихом. Допускаемые напряжения в сварных швах при статической нагрузке задаются в долях от допускаемого напряжения растяжения основного металла соединяемых элементов в зависимости от способа сварки(по табл.) Допускаемые напряжения растяжения основного металла определяются:[ σ_р]= σ_т / [n]_T (σ_т – предел текучести ,[ n]_T – допускаемый запас прочности =1.5 ). [σ΄]= ϒ₁ * [σ_p] при статич.нагрузках с полным приваром ; с валиковыми,точечными и прорезными швами [τ΄]= ϒ₁ * [σ_p] ϒ₁ – коэф.,учитыв.конструкцию и технологию, определ.по таблице. При переменных нагрузках значения [σ΄] и [τ΄] умножают на коэффициент ϒ₂ = К_L / (aK_σ ± в) – (aK_σ + ̄ в)R˂̲1

Резьбовые соединения.

Э то разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы). Они бывают: резьбовое соединение при непосредственном скручивании соединяемых деталей (резьба имеется на этих деталях), резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей: болтовое соединение, винтовое соединение, шпилечное соединение. Резьба – выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии. Винтовая линия – это простран­ственная кривая, которая может быть образована точ­кой, совершающей движение по образующей какой-либо поверхности вращения, при этом сама образующая со­вершает вращательное движение вокруг оси. Методы изготовления резьбы: 1. Нарезкой вручную (например плашками)2. Нарезкой на токарно-винторезных станках 3. Фрезерованием (для нарезки винтов больших диаметров) 4.Накаткой (изготавливают большинство резьб крепежных деталей –болты,винты) 5.Литьем (на деталях из стекла,пластмассы)6. Выдавливанием (на тонкостенных изделиях из пластмассы). Классификация: 1. По форме основной поверхности – цилиндрические и конические (для плотных соединений труб, масленок) 2. По форме профиля – треугольные, круглые. Прямоугольные, трапецеидальные, упорные (для ходовых механизмов). 3. По направлению винтовой линии – правые и левые. У правой резьбы линия идет слева направо и вверх, у левой – справа налево и вверх (примен.редко). 4. По числу заходов – однозаходные(винты) и двухзаходные (для ходовых мех-в). Все крепежные резьбы однозаходные, многозаходные применяются в винтовых механизмах. 5. По назначению - крепежные (метрические с треугол.профилем , дюймовые с α=55, трубные-треугол.со скругл.вершинами и впадинами), ходовые и уплотнительные. Выбор профиля резьбы. Определяется многими факторами, это прочность, технологичность, силы трения в резьбе. Осевая сила F, действ.по стержню винта, уравновешив. реакцией гайки, распределенной по виткам резьбы. На рис. эта реакция условно заменена сосредоточенной силой F_n нормальной к линии профиля. При этом F_n = F/ cosγ и сила трения F_тр = F_n f = Ff/cosγ=Ff_пр ( f – действительный коэф.трения, f_пр – фиктивный , приведенный коэф.трения в резьбе).

Профиль резьбы зависит от формы режущей части инструмента, с помощью которого

нарезается резьба. Чаще всего применяется цилиндрическая треуголь ная резьба(д), ее называют крепежной, так как нарезают на крепежных деталях, например, на шпильках, болтах и гайках. Конические треугольные резьбы дают возможность получить плотное соединение. Прямоугольная резьба (а)имеет прямоуголь ный (квадратный) профиль. Она не стандартизована, трудна в изготовлении, непрочная и применяется редко. Упорная резьба (б)имеет профиль в виде неравнобокой трапеции с рабочим углом при вершине, равным 30°. Основания витков закруглены, что обеспечивает в опасном сечении прочный профиль (в винтовых прессах, домкратах). Круглая резьба(в) имеет профиль, образованный двумя дугами,

сопряженными с небольшими прямолинейными участка ми, и углом, равным 30°. Используется редко ( вагонные стяжки, крюки грузоподъемных машин). Трапецеидальная резьба (г) имеет сечение в виде трапеции с углом профиля, равным 30°. Коэффициент трения у нее мал, поэтому она применяется для передачи движений или больших усилий в металлорежущих станках

( ходовые винты), домкратах, прессах. Витки этой резьбы имеют большое сечение у основания, что обеспечивает ее высокую прочность и удобство при нарезании.

а ) б) в) г) д)

М атериалы и классы прочности рез.соед-й: При выборе материала для резьбовых деталей учитывают величину и характер нагрузки (статическая или переменная), условия работы (температуру, коррозию и т. д.), способ изготовления. Стандартные крепежные изделия общего назначения изготовляют из углеродистых сталей типа сталь 10 — сталь 35. Легированные стали 35Х, 30ХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках. Механические свойства крепежных изделий определяются как материалом, так и технологией изготовления. Стандартом предусмотрено изготовление стальных болтов, винтов и шпилек 12 классов прочности от 3,6 до 14,9. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение временного сопротивления (МПа), а про­изведение первого на второе и на 10 — предел текучести (МПа). Например, классу прочности 5.8 соответствует σ_В=500МПа и σ_Т=400МПА. Декоративные винты и гайки выполняются из цветных металлов и пластмасс. Выбор материалов, как и всех параметров резьбовых соединений,  определяется расчётом на прочность. Геометрия резьбы:

.                             

О сновными параметрами резьбы являются: форма и размер профиля; d – наружный диаметр; d1 –внутренний диаметр (номинальные значения d и d1 одинаковы для винта и гайки, зазоры во впадинах образуются за счет предельных отклонений размеров диаметров); d2 – средний диаметр (диаметр воображаемого цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине канавки); h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки; р – шаг резьбы (расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы); p1 – ход (поступательное перемещение образующего профиля за1оборот или относит.осевое перемещение гайки за 1 оборот). Для однозаходной резьбы р₁=р, для многозаходной р₁=nр.  α– угол профиля; Ψ -  угол подъема (угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру): tgΨ=р₁ / πd₂ = np / πd₂