Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ



 


Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»

Лабораторная работа № 1

 

 

ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ

 

 

Цель работы: 1. Теоретическое и экспериментальное опреде­ление
зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав .

2. Построение графиков зависимости по теоретическим и экспери­ментальным данным.

 

Работу выполнил: Ф.И.О.

группа

Работу принял:

 

 

Минск ____

Схема нагружения соединения

 

Таблица 1.2

 

Результаты расчета силы Fr по формуле (1.3)

 

Tзав, Н∙м
Fr , Н

 

Таблица 1.3

 

Результаты расчета силы Fr
по экспериментальной зависимости (1.5)

 

Tзав, Н∙м
n, дел.              
Fr , Н              

 

Таблица 1.4

 

Исходные данные для теоретического определения силы
сдвига Fr по формуле (1.3)

 

Наружный диаметр резьбы болта, мм d
Средний диаметр резьбы болта, мм d2
Внутренний диаметр резьбы болта по дну впадины, мм d3

Окончание табл. 1.4

 

Шаг резьбы, мм p
Угол подъема винтовой линии, градус β
Угол профиля резьбы, градус α
Коэффициент трения на стыке деталей f0
Действительный коэффициент трения в резьбе fp
Коэффициент трения на торце гайки fт
Приведенный коэффициент трения в резьбе
Приведенный угол трения, градус
Средний диаметр опорной кольцевой площадки, мм
Наружный диаметр опорного торца гайки, мм D1
Диаметр отверстия под болт, мм d0

 

График зависимости
по теоретическим и экспериментальным данным

Fr

 

 



Тзав

Контрольные вопросы

1. Почему для крепежных изделий (болтов, винтов) применяют­ся резьбы с треугольным профилем?

2. Как производится расчет болтов, нагруженных силой затяж­ки и крутящим моментом затяжки?

3. Как выражается условие нераскрытия стыка соединения, нагружен­ного поперечными силами (болты поставлены с зазором)?

4. Какова зависимость между осевой силой на винте и силой, момент которой скручивает винт?

5. Каково условие самоторможения винтовых пар?

 


Лабораторная работа № 2

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ В РЕЗЬБЕ И НА ТОРЦЕ ГАЙКИ

 

Цель работы

1. Определение коэффициента трения в резьбе fp .

2. Построение графика зависимости fpот среднего давления на витках резьбы Pр .

3. Определение коэффициента трения на торце гайки fт.

4. Построение графика зависимости fтот удельного давления на торце гайки Pт .

5. Установление зависимости .

 

Основные правила по технике безопасности

 

1. Торсионный динамометрический ключ вращать плавно, без перекосов, остановок и рывков.

2. Наибольшая сила для динамометрической пружины не долж­на превышать 4∙104 Н; наибольший момент на торсионном динамо­метрическом ключе не должен превышать 78,4∙108 Н∙мм; наибольшее суммарное усилие на двух рукоятках торсионного динамометрическо­го ключа не должно превышать 320 Н.

 



Общие сведения

 

Момент завинчивания гайки Tзав преодолевает момент сил тре­ния в резьбе Три на торце гайки Тт :

 

.

 

В развернутом виде уравнение имеет вид

 

 

где Fзатсила затяжки, Н(см. рис. 1.1 лабораторной работы № 1);

Dсрсредний диаметр опорной кольцевой площадки, мм;

fткоэффициент трения на торце гайки;

d2средний диаметр резьбы;

βугол подъема винтовой линии градус;

φ1приведенный угол трения в резьбе, градус.

В приспособлении для нагружения болтов под гайкой установлен упорный шарикоподшип­ник, момент трения в котором незначительный, поэтому Tзав ≈ Тр. В таком случае возника­ющее в результате затяжки болта осевое уси­лие Fзави момент Трсвязаны уравнением

 

. (2.1)

 

Здесь где p − шаг резьбы, мм.

Из уравнения (2.1) определяем приведен­ный угол трения в резьбе:

 

. (2.2)

 

Приведенный коэффициент трения в резьбе

 

. (2.3)

 

Приведенный коэффициент трения и действительный коэффи­циент трения в резьбе связаны зависимостью

 

.

 

Угол профиля метрической резьбы . Поэтому коэффициент трения в резьбе

 

. (2.4)

 

При испытании со специальной втулкой упорный шарикоподшипник в приспособлении не работает. Момент трения на торце гайки определяется как разность момента завинчивания и момента сил трения в резьбе:

 

. (2.5)

Известно, что

 

 

отсюда коэффициент трения на торце гайки

 

. (2.6)

 

Средний диаметр опорной кольцевой площадки

 

 

где D1наружный диаметр опорного торца гайки, равный размеру зева ключа, мм;

d0внутренний диаметр опорной поверхности, равный отверстию под болт или диаметру отверс­тия в шайбе, мм.



Допускаемая сила затяжки болта определяется по уравнению

 

(2.7)

 

где d3 – внутренний диаметр болта по дну впадины, мм;

р]– допускаемое напряжение на растяжение, МПа;

1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.

Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σт= 220 МПа и коэффициент безопасности n = 2, тогда

 

МПа.

 

Среднее давление на витках резьбы

 

(2.8)

 

где z – число витков резьбы по высоте гайки;

H – высота гайки.

Давление на торце гайки

 

. (2.9)

 

 

Описание установки

Установка состоит из приспособления для нагружения болтов (рис. 2.1) и торсионного динамометрического ключа.

 

 

Рис. 2.1. Приспособление для нагружения болтов:

1 – болт испытуемый; 2 – гайка; 3 – втулка сменная;

4 – шарикоподшипник упорный; 5 – динамометрическая пружина;

6 – сухарь стопорный; 7 – шайба сферическая; 8 – индикатор

 

Испытуемый болт 1 устанавливается в приспособление для нагружения болтов (см. рис. 2.1). Затяжка гайки 2 испытуемого болта производится торсионным динамометрическим ключом. Крутящий момент измеряется индикатором. В корпусе приспособления помещена динамометрическая пружина 5, позволяющая определить силу на болте по его деформации. Усилие затяжки болта 1 передается
динамометрической пружине 5 через сферическую шайбу 7. Деформа­ция измеряется с помощью индикатора 8. Для предотвра­щения возможности поворота болта устанавливается стопорный су­харь 6.

При определении коэффициента трения в резьбе гайка 2 опирает­ся через втулку 3 и упорный шарикоподшипник 4 на динамометри­ческую пружину. Таким образом трение на торце гайки исключается.

При определении коэффициента трения на торце гайки втулка 3 заменяется другой специальной втулкой. В этом случае упорный ша­рикоподшипник не работает.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Выбрать исследуемый болт.

2. Измерить наружный диаметр болта d, шаг резьбы p, вы­соту гайки H, наружный диаметр опорной поверхности гайки D1, диаметр отверстия под болт d0. Результаты занести в табл. 2.1 отчета.

3. Внутренний диаметр резьбы d1, средний диаметр d2и внутренний диаметр болта по дну впадины d3принять по табл. 1.1 лабораторной работы № 1.

4. Вычислить допустимую силу затяжки болта [Fзат]по формуле (2.7).

5. Вычислить значения этой силы:

 

; ;

 

и записать их в табл. 2.2 и 2.3 отчета.

6. Задать предварительный натяг индикатора в 1,5...2 обо­рота и установить его большую стрелку на нулевое деление.

7. Установить болт в прибор, завернуть гайку от руки до устранения осевого люфта, что контролируется по стрелке индикатора 8 (см. рис. 2.1) на установке.

 

Примечание. В результате тарировки динамометрической пружины и торсионного динамометрического ключа установлены следующие тарировочные коэффициенты:

 

для динамометрической пружины;

 

для динамометрического ключа.

Таким образом, сила затяжки , Н, и момент на динамометрическом ключе , Н·мм. Здесь n1 и n2 – соответственно числа делений индикаторов 8 (см. рис. 2.1) и динамометрического ключа.

 

8. Определить число делений n1индикатора 8 (см. рис. 2.1) по значениям силы затяжки и тарировочному коэффициенту μ1. Резуль­таты записать в табл. 2.2 отчета.

9. Затянуть болт динамометрическим ключом последовательно до четырех значений силы затяжки. Записать числа делений индика­тора торсионного ключа в табл. 2.2 отчета.

10. Определить величину . Результаты записать в табл. 2.2 отчета.

11. По полученным данным построить график зависимости силы затяжки Fзатот момента завинчивания Tзав.

12. По формуле (2.3) для каждого значения силы затяжки и момента завинчивания вычислить приведенный угол трения в резьбе φ1 и записать в табл. 2.2 отчета.

13. Вычислить приведенный коэффициент трения f1по формуле (2.3) и коэффициент трения в резьбе fpпо формуле (2.4). Результаты записать в табл. 2.2 отчета.

14. Вычислить среднее значение давления pрна витках резьбы по уравнению (2.8) и записать в табл. 2.2 отчета.

15. По полученным данным построить график зависимости ко­эффициента трения в резьбе fpот удельного давления pр.

16. При испытании со специальной втулкой вычислить момент трения на торце гайки по уравнению

 

.

 

Значения Трполучены в предыдущем опыте.

17. По формуле (2.6) вычислить значения коэффициента трения fтна торце гайки и записать в табл. 2.3 отчета.

18. По формуле (2.9) вычислить давление на торце гайки pт. Результаты занести в табл. 2.3 отчета.

19. Построить график зависимости коэффициента трения на торце гайки от давления .

Образец оформления отчета

 


Просмотров 277

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!