Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Пример расчета болтового соединения опоры вала



Исходные данные: диаметр резьбы болта, например, M16.

Длину болта (в мм), рассчитаем по формуле:

Lрас = B1 + B2 + Sш + H + c + a, (1)

где В1 - толщина фланца основания корпуса (подраздел 4.6, на рис.16 В1 = S1);

B2 - толщина детали «Плита», равная 20 мм для всех вариантов задания;

Sш - толщина шайбы (выбираем по диаметру болта по ГОСТ 11371-78), в нашем примере Sш - 3 мм;

Н - высота гайки (выбираем из таблицы ГОСТ 5918-73 прорез­ную гайку высотой Н = 19 мм);

с - высота фаски, равна шагу резьбы р (крупный шаг р метриче­ской резьбы диаметром 16 мм, равен 2 мм; т.е. с = 2 мм);

а - запас резьбы, принимаемый от 1 до 1,5 шага резьбы р, значит, запас резьбы должен быть а = 2...3 мм).

1Болт - цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом. Имеется несколько различных форм головок болтов: шестигранная, квадратная, прямоугольная, полукруглая и др.

2Гайка - деталь, имеющая отверстие с резьбой для навинчивания на болт или шпильку. Наиболее широко применяются гайки, имеющие форму шестигран­ной призмы с фаской.

3Шайба - деталь, закладываемая под гайку или головку болта (винта) и предназначенная для передачи и распределения усилий на соединяемые детали иди для предотвращения их от самоотвинчивания.

4Шплинт - предупреждает самоотвинчивание гаек; его изготовляют пре­имущественно из проволоки мягкой стали, полукруглого сечения. Шплинт име­ет кольцевую головку и два стержня. После того как шплинт вставлен в отвер­стие стержня болта и в паз гайки, концы шплинта разводятся.

 

 

 

 

Тогда формула для расчета длины болта принимает вид:

Lрасч =27 + 20 + 3 + 19 + 2+ (1...1,5) х2 = 73...74мм.

Полученное значение 74 мм округляем до ближайшей большей длины 75 мм, приведённой в ГОСТ 7798-70, и принимаем L = 75 мм.

Длина l0 нарезанной резьбовой части болта должна быть такой, чтобы после окончательного завинчивания гайки ещё остался не­большой запас резьбы (см. рис.2).

Поэтому её длину можно ориентировочно рассчитать по форму­ле (в мм):

l0 ≥ L – (B1 + B2)+5 (2)

В нашем примере длина l0 нарезанной резьбовой части болта должна быть:

l0 ≥ 75 – (27+20) + 5 =33мм

Выбранный болт (исполнения 2 с отверстием под шплинт) имеет условное обозначение:

Болт 2М16х75 ГОСТ 7798-70

Детали, соединяемые болтом, имеют гладкие сквозные цилинд­рические отверстия, их диаметры больше диаметра болта, что позво­лит ему свободно пройти через отверстие без повреждения резьбы. Диаметр таких отверстий можно принять равным d0 =1,1d, т.е.

d0 = 1.1 х 16 = 17,6 ≈ 18 мм.

Стандартное значение диаметра сквозного отверстия можно также установить по ГОСТ 11284-75, в примере оно может быть рав­но 17 мм (из первого ряда значений) или 18 мм (из второго ряда).

Изображая болтовое соединение деталей следует помнить:

а) на главном изображении головку болта и гайку принято пока­зывать тремя гранями;

б) по ГОСТ 2.305-68 болт, гайка и шайба в продольном разрезе условно показывают нерассеченными.

Винтовое соединение. В опоре вала используют винты5 с фор­мами головок цилиндрической или полукруглой. На рис. 3 показано соединение деталей винтами с различными типами головок. Винты применяют для крепления крышки к корпусу, для предотвращения самоотвинчивания винтов используют пружинные шайбы по ГОСТ 6402-70, которые устанавливают под головку винта.

Шлиц на изображении головки винта располагают на видах спе­реди и слева вертикально, на виде сверху - условно под углом 45°.

5Крепежный винт представляет собой, цилиндрический стержень с 'резьбой для ввинчивания в одну из соединяемых деталей и головкой различной фориы «под ключ» или с прорезью - шлиц « под отвертку».

 

 

Рис. 3 - Соединение деталей винтами:

а - с полукруглой головкой, б - с цилиндрической головкой и шестигранным углублением «под ключ», в - с цилиндрической головкой

Длину L винта (в мм) вычисляют по формуле:

Lрасч = l1 + b + b1 + s,(3)

где l1 - глубина завинчивания винта, которая зависит от пластично­сти материала6 детали с резьбовым отверстием (такой деталью является корпус опоры вала);

b - высота опорной поверхности фланца крышки под шайбу и головку винта(см. подраздел 4.6, рис. 15,таблица 1);

b1 - толщина прокладки (во всех вариантах задания принимаем равную 2 мм);

s - толщина шайбы (выбираем для заданного диаметра винта по таблице, приведённой в ГОСТ 6402-70 [7,8]).

Рассчитанную длину винта Lрасч необходимо сравнить со стан­дартной длиной, приведенной в таблице соответствующего ГОСТ. При несовпадении значений, принимается ближайшая большая стан­дартная длина L.

6Глубина l1 завинчивания винта принимается: доя стали, латуни и бронзы l1=d, где d - диаметр резьбы; для чугуна l1=1,25d; для легких сплавов и пласт­массы l1=2d

 

Длину l0 резьбовой части винта можно рассчитать по формуле:

l0 ≥ l1 + b1 + 5. (4)

Полученное значение сравнивают со стандартной длиной наре­занной резьбовой части винта (приведенной в ГОСТ) и принимают ближайшее большее значение. Если длина винта меньше 30 мм, резь­бу нарезают на всю длину винта, т.е. l0 = l1.

На рис.4 показаны операционные технологические эскизы свер­ления в корпусе глухого отверстия под резьбу (рис.4, а) и нарезания резьбы (рис.4, б). Диаметр отверстия d, зависит от шага резьбы и её точности. ГОСТ 19258-73 устанавливает размеры диаметров отвер­стий под нарезание метрической резьбы [8].

Глубина l2 резьбы с полным профилем зависит от глубины за­винчивания винта l1 и шага резьбы р и может быть рассчитана по формуле (в мм):

l2 = l1 +2p (6)

 

 

Рис.4, а, б- технологическая последовательность выполнения глухого отвер­стия с резьбой в корпусе опоры вала

Глубина l3 сверления отверстая под резьбу зависит от глубины завинчивания винта l1 и шага резьбы р и может быть рассчитана по следующей формуле (в мм):

l3 = l1 +6р (7)

Глухое отверстие оканчивается конусом 120°, которое образует­ся от сверла в процессе изготовления глухого резьбового отверстия. На изображениях отверстий угловой размер конуса не проставляется.

Пример расчета винтового соединения опоры вала. Исходные данные: диаметр резьбы винта, например М6; высота опорной поверх­ности фланца крышка под шайбу b=4 мм; толщина прокладка b1 =2 мм; толщина шайбы Sш =1,4 мм.

Расчет выполним в следующей последовательности:

1) глубина l1 завинчивания винта (марка материала корпуса с резьбовым отверстием - чугун) должна быть:

l1=1,25d = 1,25 x 6 = 7,5 мм;

2) глубина l2 резьбы с полным профилем определяется как:

l2 =l1 +2р = 7,5 + 2 x 1,0 = 9,5 мм,

где р - шаг резьбы, для винта с резьбой М6 крупный шаг р =1,0 мм (величину определяем по таблице [7,8]);

3) глубина l3 сверления отверстия под резьбу рассчитывается:

l3= l1 +6р = 7,5 + (6 x 1,0) = 13,5 мм;

Формула для расчета длины винта L принимает следующий вид:

Lрасч =l1 + b + b1 +Sш = 7,5 + 4+2 + 1,4 = 14,9 мм.

По таблице ГОСТ 17473-73 (для винтов с полукруглой голов­кой) выбираем ближайшую большую длину 16 мм: L = 16 мм.

Размер l0 - длина стержня винта, на которой нарезана резьба, выбирается по ГОСТ 17473-73. В примере длина L меньше 30 мм, поэтому резьба будет нарезана на всю длину до головки винта.

Таким образом, выбранный винт будет иметь следующее услов­ное обозначение:

Винт М6х16 ГОСТ 17473-80

Шпилечное соединение. В шпилечное соединение входят следующие детали: шпилька7, гайка и шайба (рис.5).

Одним концом (посадочным) шпильку ввинчивают в резьбовое отверстие вкорпусе, на второй конец с резьбой (гаечный) надевают крышку, шайбуинавинчивают гайку.

 

Рис.5 - Соединение деталей шпилькой

Технологическая последовательность выполнения глухого резь­бового отверстия и расчет его размеров проводится аналогично рас­смотренным выше расчетам для отверстия под винт.

Глубина ввинчивания посадочного конца l1 шпильки зависит от материала корпуса (см. рекомендации для винта).

7Шпилькойназывают цилиндрический стержень с резьбой на обоих гонцах или по всей длине.

 

Все размеры шпильки, гайки шестигранной, шайбы пружинной зависят от диаметра резьбы d шпильки (см. вариант задания прил. 1) и их следует подбирать по таблицам стандартов.

Рабочую длину шпильки рассчитаем по формуле

Lрасч = bl+(B - b2) + Sш+ Н + а + с, (9)

где В - толщина фланца крышки; b2 - высота опорной поверх­ности фланца крышки под шайбу, b2= 2 мм (смотри подраздел 4.6, рис.16, таблица 1);

b1 - толщина прокладки (во всех вариантах задания принима­ем равную 2 мм);

Sш - толщина шайбы (ГОСТ 6402-70);

Н - высота гайки (по ГОСТ 5915-70, исполнение 1);

а - запас резьбы на выходе из гайки, принимаем от 1 до 1,5 шага резьбы р;

с - высота фаски на конце шпильки, можно принять с = р.

Пример расчета соединения шпилькой в опоре вала. Напри­мер, для шпильки с резьбой М8 и крупным шагом р = 1,25мм, при толщине фланца крышки 12 мм рабочая длина будет равна:

Lрасч=2 +(12-2)+2+ 6,8+2 +1,25 =24,05мм.

Полученную расчетную длину шпильки следует округлить до ближайшей большей стандартной длины по ГОСТ 22034-76, т.е.

Lрасч ≈ Lгост ,

Принимаем L =25 мм.

Длина l0 гаечного конца l0 = 18 мм.

Длина посадочного конца шпильки (с учетом марки материала корпуса с резьбовым отверстием - чугун) равна

l1 = 1,25d = 1,25 x8 =10мм.

Выбранная шпилька будет иметь условное обозначение:

Шпилька М8х25 ГОСТ 22034-76.

При вычерчивании шпилечного соединения необходимо учесть особенность - сплошная толстая основная линия, указывающая гра­ницу резьбы на посадочном конце шпильки, должна совпадать с ли­нией разъема двух соединяемых деталей.

 

Шпоночные соединения

 

В опоре вала шпонка8 применяется для передачи вращения от вала зубчатому колесу. Шпонка предотвращает проворачивание зуб­чатого колеса, посаженного на вал, но не препятствует его продоль­ному перемещению. Вращение от вала к колесу передается боковыми (рабочими) гранями шпонки.

В учебных целях в графической работе используют призматиче­ские или сегментные шпонки (вариант задания в приложении 1). Раз­меры шпонок и пазов для них подбирают в зависимости от диаметра вала: для призматических шпонок по ГОСТ 22360-78, для сегментных шпонок по ГОСТ 24071-97 [7,8].

На рис.6 выполнено изображение шпоночного соединения 'Призматической шпонкой исполнения 1.

Рис. 6 - Параметры соединения призматической шпонкой

 

На сборочном чертеже (фрагмент па рис. 6) шпоночное соеди­нение показывают в двух изображениях: продольном и поперечном разрезах. При этом шпонку изображают упрощенно без фасок. На продольном разрезе колесо показывают рассеченным, а вал и шпонку - нерассеченными в соответствии с правилом ГОСТ 2.109-73 для непустотелых деталей. Для выявления формы шпоночного паза на валу применен местный разрез. На поперечном разрезе все три детали (вал, колесо, шпонка) показывают рассеченными и заштрихованными в ту же сторону, что и на продольном разрезе. Между верхней гранью шпонки и дном шпоночного паза в колесе показан зазор.

8Шпонка - деталь шпоночного соединения, закладываемая одновремен­но в пазы вала и в ступице зубчатого колеса. Шпоночное соединение - непод­вижное соединение вала с надетой на него деталью. Шпоночный паз — углуб­ление в валу (колесе), предназначенное под шпонку соответствующего вида.

 

Схема фрезерования канавки шпоночного паза на валу приведе­ны на рис.7. Паз под призматическую шпонку со скругленными тор­цами фрезеруют концевой фрезой. Диаметр фрезы выбирают равным ширине паза.

 

Рис. 7 - Схема фрезерования паза для призматической шпонки

 

Длину призматических шпонок l выбирают из ряда линейных размеров по ГОСТ 6636 - 69, мм: 6,8,10, 12,14,16,18,20,22,25,28, 32,36,40,45,50, 56,63,70 и т.д.

Например для вала диаметром Dв = 22мм размеры призматиче­ской шпонки исполнения 1 и шпоночных пазов будут равны: ширина b = 6 мм, высота h = б мм, глубина паза вала t1 = 3,5 мм, глубина паза колеса t2 = 2,8 мм, длина шпонки l = 22 мм (выбираем из стандартного ряда длин шпонок с учетом длины ступицы колеса без дополнительных расчетов). При вычерчивании размеры t1 и t2 не округляются.

Условное обозначение рассмотренной призматической шпонки:

Шпонка 6x6x22 Г0СТ23360-78.

На рис.8 выполнено изображение шпоночного соединения сегментной шпонкой исполнения 1.

Рис. 8 - Параметры соединения сегментной шпонкой

Паз под сегментную шпонку фрезеруют (рис.9) специальной шпоночной фрезой, диаметр и толщина которой определяются разме­рами паза (соответствуют размерам шпонки). В нашем задании раз­мер l равен половине длины ступени вала под зубчатое колесо.

Рис.9 - Схема фрезерования паза для сегментной шпонки

В качестве примера приведём размеры сегментной шпонки и шпоночных пазов при диаметре вала Dв = 30мм: ширина b = 8 мм, высота h 11 мм, D = 28 мм, глубина паза вала t1 = 8 мм, глубинапаза ступицы колеса t2 = 3,3 мм.

Условное обозначение такой сегментной шпонки:

Шпонка 8 х 11 ГОСТ 24071-97.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.