Материал: 3901
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Методические указания к лабораторным работам
для студентов специальности 260200 – Технология деревообработки
Часть 2
ВОРОНЕЖ 2002
2
УДК 621.01 Карамышев В.Р. Детали машин и основы конструирования: Методиче-
ские указания к лабораторным работам для студентов специальности 260200 – Технология деревообработки. Ч. 2 / В.Р. Карамышев, В.В. Стасюк - Воронеж: ВГЛТА, 2002. - 32 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент канд. техн. наук, доцент ВГАУ, В.И. Писарев
3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ
1 Цель работы
Теоретическое и экспериментальное определение зависимости между силой, вызывающей относительный сдвиг соединяемых деталей, и усилием затяжки болта.
2 Общие сведения
При нагружении болтовых соединений поперечными силами или моментами, действующими в плоскости стыка, болты ставят в соединение деталей либо с зазором, либо с натягом. При постановке болтов с натягом болты работают на срез и на смятие. На практике чаще всего встречаются соединения первого типа. При постановке болтов в отверстие с зазором неподвижное соединение обеспечивается за счет сил трения, возникающих на плоскостях стыка соединяемых деталей. Необходимая сила трения создается за счет затяжки болтов. При этом каждый болт соединения нагружается осевой силой и работает только на растяжение, так как зазор между болтом и соединяемыми деталями не выбирается. Если детали сдвинутся и зазор выберется, то соединение считается нарушенным. Для расчета болтов на прочность необходимо знать зависимость усилия затяжки от требуемой силы трения в стыке
3 Описание приспособления для испытания болтового соединения, работающего на сдвиг
3.1 Техническая характеристика
Диаметры испытуемых болтов М16, М18, М20. Шероховатость контактирующих поверхностей 2,5√, 0,63√, 0,16√. Материалы контактирующих поверхностей – «чугун-сталь». Максимальная сила затяжки болта (определяется по формуле).
Затяжка болтов производится динамометрическим ключом (входит в комплект установки ДМ30М).
Габаритные размеры, мм - 150X130X265. Масса – 10,2 кг.
4
Рис. 1.1 Приспособление для испытания
Pзат
F/2
F
F/2
Fзат
Рис. 1.2 Схема сил
5
3.2 Описание конструкции
Приспособление для испытания (рис.1.1) состоит из основания 1, двух щек 2 и 3, набора пластин 4, болта 5 с гайкой 6, и втулками 7 и 8, ползуна 9 с упором10. Щеки соединены с основанием посредством оси 11, которая от выпадения удерживается пластиной 12. Втулка 7 имеет скос, который предохраняет от проворачивания болт при завинчивании гайки. На пластинах и ползуне имеются риски для определения относительного сдвига. Для повышения срока службы пластин и ползуна их поверхности обработаны с обеих сторон с заданной шероховатостью.
Приспособление монтируется на столе машины для испытания на растяжение – сжатие типа ДМЗОМ.
С помощью болта к динамометрическому кольцу крепится пуансон (входящий в комплект машины ДМ3ОМ), которым осуществляется давление на упор ползуна при проведении лабораторной работы. В начальном положении ползун устанавливают так, чтобы его риска совпадала с верхней риской пластины. Затяжка болтов осуществляется с помощью динамометрического ключа.
Комплектность и параметры испытуемых деталей приведены в табл. 1.1 и 1.2.
4 Расчетные зависимости
Предельная сдвигающая сила F (рис. 1.2) равна силам трения FТР, возникающим на поверхности стыков
F = FТРi |
(1.1) |
где i – число стыков (на чертеже i=2).
С другой стороны, сила трения равна силе нормального давления (силе затяжки болта FЗАТ), умноженной на коэффициент трения
FТР = FЗАТ f0 |
(1.2) |
где f 0- коэффициент трения на поверхности стыка (между пластинами и ползуном).
С учетом (1.2) величина предельной сдвигающей силы будет равна
F = FЗАТif0 |
(1.3) |
В данной работе сила затяжки измеряется моментом завинчивания (на динамометрическом ключе), который определяется по зависимости
|
|
|
|
|
d2 |
|
′ |
|
|
|
D1 + dотв |
|
||
TЗАВ = TP + TT |
= FЗАТ |
|
|
|
tg(ψ + |
ϕ ) + FЗАТ |
f |
|
|
|
= |
|||
|
2 |
|
|
4 |
||||||||||
|
|
|
d2 |
|
|
′ |
|
D1 + d |
отв |
|
|
|||
= |
FЗАТ |
[ |
|
|
|
tg(ψ + ϕ ) + f |
|
|
|
|
] |
(1.4) |
||
2 |
|
|
4 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где ТР – момент сил трения в резьбе, Нм;