Лекции для студентов

Детали машин (курс лекций, часть 4)

Расчетные зависимости

Предельная сдвигающая сила F должна равняться силам трения, возникающим на поверхностях стыков

где ί — число стыков (на рис. 2.5 ί = 2).

Или, заменив силы трения силой затяжки F₃ и коэффициентом трения ƒ_с, получим окончательную зависимость

, (1)

где  — коэффициент трения на поверхности стыков; F₃ — сила затяжки болта; k — коэффициент запаса (k = 1,3…1,5 при статической нагрузке, k = 1,8…2,0 при переменной нагрузке).

Обычная сила затяжки измеряется моментом завинчивания Т_зав (контролируется динамометрическим ключом), исходя из следующей теоретической зависимости

(2)

где Т_р — момент сил трения в резьбе; Т_т — момент сил трения на опорной поверхности гайки; d₂ — средний диаметр резьбы; Ψ — угол подъема резьбы; φ´ — приведенный угол трения (; ); ƒ_т — коэффициент трения на опорной поверхности гайки; D — наружный диаметр опорной поверхности гайки (размер под ключ); d₀ — внутренний диаметр опорной поверхности гайки (равен отверстию под болт в шайбе).

Подставляя в уравнение (1) значение F₃, найденное по зависимости (2), получим

(3)

Эта зависимость дает возможность построить график F — Т_зав. График будет линейным, если коэффициенты трения ; ; неизменны (или меняются незначительно) при различных величинах затяжек.

Согласно уравнению (3) можно по экспериментальным значениям момента завинчивания Т_зав и сдвигающей силы уточнить значение коэффициента трения ƒ_с на поверхностях стыков соединяемых деталей при условии точных значений коэффициентов трения в резьбе и на опорной поверхности гайки. Точное значение коэффициента трения ƒ_с обуславливает определение точной величины сил затяжки болта F₃ , что обеспечивает надежность соединения при малых значениях коэффициента запаса К (не более 1,2).