САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Механико-машиностроительный факультет Кафедра “Транспортные и технологические системы”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ № 1

 

ТТС.РЗ07___.0001

 

 

Тема: Расчет болтовых соединений

 

 

 

 

 

 

 

Студент гр.2037/__  _________  ______________

 

Руководитель ________________ В.С.Бурлуцкий

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2007

ОГЛАВЛЕНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................... 3

1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ............................................................................. 3

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ........................................................................................ 4

3. РАСЧЕТ БОЛТОВ................................................................................................ 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................ 6

Литература................................................................................................................ 6

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью настоящей работы является расчет болтовых соединений фланца муфты и фланца обечайки барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Через рассчитываемые болты передается крутящий момент от редуктора к барабану и посредством его удерживается груз. Болтовое соединение относится к ответственным узлам крана. В случае разрушения болтов возможно падение груза, а следовательно, экономические потери и травмирование людей.

 

1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

 

Рассчитываемое болтовое соединение является частью конструкции барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Узел с обозначением необходимых для расчета размеров представлен на рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Схема рассчитываемого узла

 

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

В соответствии с заданием преподавателя при расчете были приняты следующие исходные данные.

 

Таблица

Исходные данные для расчета

 

 

 

 

3. РАСЧЕТ БОЛТОВ

3.1. Болтовое соединение с зазором

В случае установки болтов с зазором момент от фланца к барабану должен передаваться за счет сил трения между фланцем муфты и фланцем обечайки барабана (рис.2). Для создания необходимой силы трения фланцы должны быть прижаты друг другу с соответствующим усилием. Усилие прижатия фланцев обеспечивается затяжкой болтов. Следовательно, болты работают на растяжение.

Условие прочности в этом случае будет иметь вид

σ_бол ≤ [σ] ,                                                                                             (1)

где    σ_бол – действующие в болте напряжения;

         [σ] – допускаемые напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Схема болтового соединения с зазором

 

Действующие напряжения определяются из выражения

σ_бол = F/(π d_бол²/4)      ,                                                                 (2)

где    F – усилие, нагружающее один болт;

         d_бол – расчетный диаметр болта.

С учетом коэффициента трения между фланцами μ усилие F создает приходящуюся на каждый болт силу трения между фланцами 

F_тр= Fμ .                                                                                       (3)

Суммарный передаваемый фланцами и обеспечиваемый затяжкой болтов момент определяется из выражения

M_кр= F_тр D_бол z_бол .                                                                       (4)

С другой стороны передаваемый рассчитываемым узлом момент можно определить следующим образом

M_кр= Qg/m(D_бар + d_к) .                                                                 (5)

С учетом выражений (4) и (5) можно определить силу трения, приходящуюся на один болт.

F_тр= [Qg/m(D_бар + d_к)] / (D_бол z_бол) .

С учетом полученного выражения и выражения (3) действующие в болте напряжения можно записать так

σ_бол = 4[Qg/m(D_бар + d_к)] / [(D_бол z_бол) μ π d_бол²)]     .

Принимая материал болтов сталь _____________ [1] у которой [σ]=___МПа, можно определить

d_бол= ______________________.                                   (6)

Подставляя в выражение (6) числовые значения параметров, получаем

d_бол= ______________________.= 21,2мм.

Из полученного расчета следует (рис.3), что в соединении необходимо применять болты с внутренним диаметром резьбы не менее 21,2 мм. Такому условию соответствуют болты с резьбой М24.

 

 

 

 

 

Рис.3. Схема метрической резьбы

 

3.2. Болтовое соединение без зазора

В случае установки болтов без зазора момент от фланца к барабану должен передаваться за счет контакта между фланцами муфты и обечайки барабана и цилиндрической частью болтов (рис.4).

 

 

 

 

 

Рис.4. Схема метрической резьбы

Для обеспечения прочности болтового соединения в этом случае необходимо выбрать болты по условиям прочности на срез и на смятие. Условие прочности на срез будет выглядеть следующим образом

 

...................................................................................................................

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате выполненного расчета болтового соединения фланцев барабана следует, что в нем должны быть использованы болты с резьбой М___ и более.

 

Литература

 

1.     Иванов И.И. Детали машин

2.     Петров П.П. Справочник по деталям машин