Контрольная работа: Шарнирно-рычажные и кулачковые механизмы

Для средней детали в соединении:

σ_см = F/ (dδ₂ ) ≤ [σ_см ].

Для крайней детали в соединении:

σ_см = F/ (2dδ₁ ) ≤ [σ_см ].

Эти формулы справедливы для болта и для деталей. Из двух значений σ_см в этих формулах расчет прочности выполняют по наибольшему, а допускаемое напряжение определяют по более слабому материалу болта или детали.

Сравнивая варианты установки болтов с зазором и без зазора, следует отметить, что первый вариант дешевле второго. Однако условия работы болта, поставленного с зазором, хуже, чем без зазора. Кроме того, вследствие нестабильности коэффициента трения и трудности контроля затяжки работа таких соединений при сдвигающей нагрузке недостаточно надежна.

Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей. Примером служат болты для крепления крышек резервуаров, нагруженных давлением р жидкости или газа. Затяжка болтов должна обеспечивать герметичность соединения или нераскрытие стыка под нагрузкой.

Расчетная нагрузка болта:

F_p = F_зат + χF,

где χ - коэффициент внешней нагрузки.

Остаточная затяжка стыка от одного болта:

F_ст = F_{зат - (} 1 - χ) F.

При статических нагрузках прочность болта в соединении оценивают по формуле:

σ = 1,3F_р / [ (π/4) d₁ ² ] ≤ [σ].

При переменных нагрузках полное напряжение в болте можно разделить на постоянное:

σ_m = [F_зат + (F_б /2)] /A_б

и переменное с амплитудой:

σ_а = (F_б /2) /A_б

Запас статической прочности по текучести материала определяют по формуле:

s_T = σ_T / σ_max = σ_T / (σ_m + σ_a ).

Экцентричное нагружение болта возникает из-за непараллельности опорных поверхностей детали и гайки или головки болта.

В этих случаях кроме напряжений растяжения в стержне болта появляются напряжения изгиба.

Напряжение растяжения в стержне:

σ_р = F_зат / [ (π/4) d₁ ² ].

Напряжения изгиба при больших значениях угла наклона опорной поверхности, не ограничивающих деформацию болта:

σ_и = F_зат χ/ (0,1d₁ ³ ).

При малых значениях угла наклона опорной поверхности напряжения изгиба определяют с учетом деформации, допускаемой этим углом:

σ_и = М/W_и ≈ Еda/ (2l_б ).

Расчетным напряжением σ_и будет меньшее из двух. Экцентричное нагружение значительно уменьшает прочность болтов.