Расчет на прочность

В зависимости от выполнения соединения при расчете можно рассмотреть два предельных случая (рис. 2.5.2).

Первый случай.Клемма обладает большой жесткостью, а посадка деталей выполнена с большим зазором (рис. 2.5.2, а). При этом можно допустить, что контакт деталей происходит по линии, а условие прочности соединения выражается в виде

F_td=Fnfa>T, 2F_nf F_a, (2.5.1)

где F_n — реакция вместе контак та; f — коэффициент трения. По условию равновесия любой половины клеммы , где F_зaт — сила затяжки болтов.

Подставив значение F_n в формулы (2.5.1), найдем , (2.5.2 )

Второй случай. Клемма достаточно гибкая, форма сопрягаемых деталей строго цилиндрическая, зазор в соединении близок к нулю (рис. 2.5.2, б). В этом случае можно полагать, что давление рраспределено равномерно по поверхности соприкосновения деталей, а условия прочности соединения выражаются в виде

Рассматривая равновесие полуклеммы, записываем

После подстановки и сокращения получаем (2.5.3)

Таким образом, нагрузочные способности для двух предельных случаев относятся как 2/ [ср. формулы (2.5.2) и (2.5.3)]. Первый случай является самым неблагоприятным, а второй — наиболее рациональ­ным с точки зрения требуемой затяжки болтов.

Следует заметить также, что наличие больших зазоров в соединении может привести к разрушению клеммы от напряжений изгиба. Практически конструкция с большими зазорами является дефектной.

В современном машиностроении размеры деталей клеммового соединения выполняют под посадку типа Н8/h8. При такой посадке обеспечивается свободная сборка деталей без излишних зазоров.

Это дает основание рассматривать условия работы практически выполняемых клеммовых соединений как средние между двумя рассмотренными выше крайними случаями и рассчитывать их прочность по формулам

2,5F_затfd>t, 5F_зат>F_a. (2. 5. 4)

Здесь коэффициенты 2,5 и 5 приближенно равны среднему значению коэффициентов в формулах (2.5.2) и (2.5.3).

Расчет клеммового соединения с односторонним расположением болтов (см. рис.2. 5. 1) принято выполнять по тем же формулам (2.5.4). При этом условно полагают, что функции второго болта соединения выполняет сам материал рычага. Действительно, если верхний болт в конструкции по рис. 2.5.1, б приварить к деталям, то условия работы клеммы и нижнего болта не изменятся, а конструкция станет подобна конструкции, изображенной на рис.2. 5.1, а.

Для определения потребной силы затяжки болтов преобразуем формулы (2.5.4) к виду

F_зат = KT/(2,5zfd), F_зат= KF_a/(5zf). (2. 5. 5)

При совместном действии Т и F_а, сдвигающей силой на поверхности контакта будет равнодействующая осевой F_a и окружной F_t= 2T/d сил. Для такого случая

(2.5.6)

По найденной F_злт выполняемрасчет болтов на прочность.

В формулах (2.5.5) и (2.5.6) z— число болтов, расположенных с одной стороны вала.

K = (1,3...1,8) — коэффициент запаса. Коэффициент трения для чугунных и стальных деталей, работающих без смазки, можно выбирать в пределах f =0,15...0,18.

Глава III