Концентрация напряжений в в резьбах

Профиль круглой силовой резьбы состоит из дуг, связанных короткими участками прямой угол профиля равен 30". Большие радиусы закруглений исключают значительную концентрацию напряжений. Попадающие в резьбу загрязняющие частицы выжимаются в зазоры. [c.95]

Определение напряженного состояния и концентрации напряжений в резьбовом соединении аналитическими методами теории упругости связано с математическими и техническими трудностями, обусловленными сложностью формы тел болта и гайки, а также граничных условий. Эффективность метода фотоупругости для определения концентрации напряжений в соединении, как показывает анализ работ [8, 13, 63] и др., невелика, что связано с внесением больших погрешностей в форму деталей (особенно по шагу резьбы) при изготовлении моделей эти погрешности искажают действительное поле напряжений в соединении. Поэтому до недавнего времени для оценки прочности соединений использовали в основном данные приближенных расчетов распределения нагрузки и сравнительных усталостных испытаний. [c.140]

Напряжения от общего потока растягивающих напряжений. Обычно концентрацию напряжений в свободной резьбе (или долю вклада в общее напряженное состояние впадины в рабочей части резьбы) от общего потока растягивающих напряжений приближенно определяют, используя теорию Г. Нейбера многократных выточек. Необходимо отметить, что использование теории Нейбера для определения коэффициентов концент- [c.163]

В рассматриваемом исследовании, развивающем решение задачи, которая была поставлена в [4], изучалось распределение и концентрация напряжений в резьбовом соединении относительно большого диаметра при весьма малых размерах резьбы при диаметре шпильки 140 мм глубина резьбы составляет А мм ж радиус но дну резьбы менее 1 мм при числе витков в соединении 30. При такой конструкции соединения создается высокая концентрация напряжений в зонах относительно весьма малых размеров, тогда как распределение нагрузки по виткам и, соответственно, усилий в поперечных сечениях шпильки и гайки, зависит от деформации конструкции соединения в целом и жесткостей элементов при неоднородном распределении в них напряжений. При экспериментальном или расчетном решении задачи должны учитываться все влияющие условия, имеющиеся при работе натурного соединения (воспроизведение на модели погрешностей в выполнении натурного соединения и т. д.). [c.137]

Для средних условий, учитывая концентрацию напряжения в витках резьбы, можно принять, что допустимое напряжение среза в резьбе в 2 раза меньше допустимого напряжения растяжения для вала. Тогда [c.88]

Радиусы под головками болтов, винтов и шурупов. Пояс то-ровой поверхности, радиусом которой является радиус закругления под головкой болтов, винтов и шурупов, предназначен для уменьшения концентрации напряжений в месте перехода усилий от стержня болта (винта, шурупа) к его головке. Форму и размер радиуса R показывают на проекции на плоскость, параллельную оси болта (винта, шурупа) (рис. 308). С размером Л и диаметром d стержня (резьбы) болта связан размер d , обеспечивающий расчетную величину опорной площади головки. Определяющим размером служит диаметр d резьбы болта, винта, шурупа [см. ГОСТ 24670-81 (СТ СЭВ 1014-78)]. [c.179]

На рис. 51 приведена конструкция обычной гайки и гайки с поднутрением по всему телу, у которой напряжения распределены равномерно, в то время как у обычной гайки наблюдается концентрация напряжений в первых витках резьбы. [c.89]

Основными недостатками резьб и резьбовых соединений являются низкий КПД, неравномерность нагружения сопряженных витков и значительная концентрация напряжений в резьбовых деталях. [c.401]

Условия напряжения винтов характеризуются большой асимметрией цикла напряжений (большой постоянной составляющей от силы затяжки) и высокой концентрацией напряжений в резьбе. [c.117]

Концентрация напряжений, как показали многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, образуется в зонах резкого изменения формы тела (возле выточек, галтелей, около отверстий, в резьбе и т. д.). На рис. 15.5 в качестве примера показано распределение осевых напряжений при растяжении полосы, ослабленной круглым отверстием. Концентрация напряжений наблюдается около отверстия, а наибольшие растягивающие напряжения действуют в точках А на контуре отверстия. Глубина проникновения возмущения напряжения от контура отверстия в глубь пластины невелика, поэтому эти локализованные напряжения иногда называют местными. Концентрация напряжений конструктивного характера имеет место практически при работе всех деталей машин (рис. 15.6, а и б). [c.252]

При действии переменных нагрузок разрушения резьбовых деталей, как правило, носят усталостный характер и происходят в месте концентрации напряжений в резьбе. Долговечность резьбового соединения в значительной мере Определяется способом изготовления резьбы, ее размерами и качеством материала. [c.417]

Наличие упрочненного слоя в местах концентрации напряжений (резьба) в сочетании с неблагоприятными условиями монтажа могло явиться причиной ЗР. [c.69]

Сравнительно высокая концентрация напряжений во впадинах упорной резьбы с шагом 9,5 мм обусловлена главным образом малой величиной радиуса закругления впадины ( 0,8 мм). Сначала была опробована форма впадины в виде сопряжения дуг с радиусами 1,27 и 0,9 мм. Дуга радиусом 0,9 мм касалась дна основания, а дуга радиусом 1,27 мм касалась контактной поверхности зуба (фиг. 10.47). Линия, соединяющая центры этих двух дуг, образовывала угол 38° с линией, перпендикулярной оси модели. На фиг. 10.48 показано, как наибольшие напряжения изменяются в разных впадинах при указанной их форме. Критическая точка на поверхности первой впадины располагается под углом всего 23° по отношению к линии, перпендикулярной оси модели это свидетельствует о том, что наибольшие напряжения возникают на участке дуги меньшего радиуса около дна впадины. Во впадине девятого зуба наибольшие напряжения возникают на участке дуги большего радиуса. [c.315]

Глубина проникновения во .муш,ения напряжений от центра впадины в тело стержня невелика ( — 0,5/2, /г — рабочая глубина профиля). Это позволяет отнести резьбу к мелким выточкам (по классификации Г. Нейбера). Однако рассчитывать теоретический коэффициент концентрации напряжений в резьбовом соединении по формуле Г. Нейбера нельзя, как это рекомендуется в работе [23]. Дело в том, что формула Нейбера справедлива лишь для растягиваемого стержня с выточкой, имеющей иена ружейный контур, у которой наибольшее напряжение действует в центре впадины. [c.151]

В случае равенства диаметров гладкой и резьбовой частей концентрация напряжений в крайнем витке свободной резьбы значительно выше, чем в среднем свободном витке, так как для крайней впадины меньше сказывается эффект разгрузки. В таких случаях гайку необходимо навинчивать на болт, оставляя 6-8 витков свободными, тем самым снижая эффект концентрации от общего потока растягивающих напряжений. [c.164]

Известны случаи разрушения деталей по резьбе во впадине, в которой создается значительная, концентрация напряжений. Увеличение прочности резьбы дает обкатка ее по впадине. Для особенно крупной резьбы может успешно применяться метод упрочнения резьбы ударниками. Испытания ЦНИИТМАШ показали, что наклеп упорной резьбы с шагом 12 мм на валах диаметром 80 мм дал повышение ее прочности в три раза. [c.218]

Допускаемые напряжения следует назначать с учётом переменности нагрузки на болты и концентрации напряжений в резьбе и галтелях (см. гл. VI). [c.500]

Влияние концентрации напряжений. Разрушение деталей при переменных напряжениях происходит вследствие прогрессивно развивающейся трещины, которая возникает в наиболее напряженном месте детали. Поэтому прочность при переменных напряжениях очень тесно связана с местными напряжениями, развивающимися вблизи отверстий, выточек, шпоночных канавок, галтелей, резьбы, входящих углов, рисок, а также в местах внутренних пороков материала трещин, включений и т. д. Эти места (например, вблизи надрезов), являющиеся причиной возникновения местных напряжений, называют концентраторами напряжений. Явление возникновения местных напряжений называется концентрацией напряжений. [c.384]

Болты имели накатанную резьбу, поэтому при определении по формуле (62) абсциссы точки перегиба условных кривых усталости учитывали влияние концентрации напряжений в резьбе и наклепа [42] [c.77]

При решении краевых задач о напряженно-деформированном состоянии несущих элементов в соответствии с нормами [5, 8] используются аналитические методы теории пластин и оболочек, многочисленные справочные данные о концентрации напряжений в типовых элементах реакторов (отверстия, патрубки, переходы жесткостей, пазы, резьбы и т. д.). Для сложных узлов (наклон- [c.41]

При определении местных максимальных условных упругих напряжений в зонах концентрации (в отверстиях, резьбах, пазах, галтелях, буртах и усилениях сварных швов и т. д.) учитываются напряжения, указанные в п. 2.3.3 температурные местные напряжения (вне зон действия краевых сил), возникающие в оболочках только вследствие радиальных градиентов температур и разности коэффициентов линейного расширения основного ме- [c.220]

Классическая задача о распределении нагрузки по виткам резьбы изложена достаточно подробно для широкого класса соединений, включая резьбовые соединения оболочек, шариковинтовые механизмы и др. Новые результаты, которые приведены в разделах, посвященных оценке концентрации напряжений в резьбе, можно использовать для прогнозирования долговечности резьбовых соединений. Большое внимание уделено экспериментальным результатам исследования несущей способности резьбовых соединений при действии статических и переменных нагрузок. Они дают достаточно полное представление о влиянии конструктивных и технологических факторов, материала, покрытий, точности изготовления, рабочей температуры на работоспособность резьбовых соединений. Даны сведения, необходимые для оценки эксплуатационной надежности соединений (затяжка, свинчиваемость, заедание и др.). [c.3]

Теоретический коэффициент концентрации напряжений в резьбовом соединении определяют по отношению к номинальному напряжению в сечении внутреннего диаметра резьбы под первым наиболее нагруженным витком [c.88]

Рис. 4.29. Кривые распределения нагрузки и концентрации напряжений в соединениях при наличии погрешностей шага резьбы

Исследования на плоских моделях объемной задачи резьбового соединения приближенно оценивали возможные концентрацию и распределение напряжений по контуру резьбы, но не позволяли измерить распределение нагрузки но виткам резьбового соединения. Применение метода замораживания , приведенное в ряде работ (см., например, [2,3]), не обеспечивает соблюдения условий моделирования из-за значительного искажения формы резьбы и получаемых нарушений условий контакта, которое осуществляется в большом числе мест соединений зубьев. Необходимость обеспечения условий контакта, особенно при большом числе мест соединений, как известно, делает метод замораживания , требующий больших деформаций в модели, неудовлетворительным. Тензоизмерения па натурной конструкции, где все условия работы соединения соблюдены, не позволили пока достаточно хорошо замерить распределения напряжений по контуру и концентрации напряжений из-за малых размеров по дну резьбы и отсутствия достаточных зазоров между навинчиваемыми частями соединения. При исследованиях, рассмотренных в [4], распределение усилий по виткам резьбы определялось экспериментально на натурной конструкции резьбового соединения, нагружаемого в разрывной машине. Эта задача давала в какой-то мере приближенное решение, так как усилия оценивались по показаниям тензодатчиков, установленных по дну искусственно выполненной продольной канавки в соединении. Распределение напряжений по контуру резьбы и коэффициенты концентрации находили с применением плоских моделей и моделей прозрачного оптически нечувствительного материала с вклейками из оптически чувствительного материала по диаметральному сечению. Этот путь экспериментального решения был правильный, однако размер моделей оказался недостаточным для возможности правильной оценки порядков полос интерференции для зон концентрации напряжений. [c.137]

Для уменьшения коэффициента концентрации напряжений в резьбе целесообразно увеличивать радиус закругления у основания резьбы. На рис. 11 показана зависимость теоретического коэффициента концентрации напряжений в резьбовом соединении от радиуса закругления для случаев ввинченной части резьбы (кривая 1) и свободной части резьбы (кривая 2). Здесь же даны значения теоретических коэффициентов концентрации под головкой болта (кривая 3) в зависимости от отношения радиуса перехода к диаметру стерлсня болта. [c.353]

Основные крепежные резьбы для соединения трансформаторов скоростей с инструментом применять нельзя, так как из-за наличия знакопеременных напряжений в зоне резьбы угол трения в резьбовой паре уменьшается, что нарушает условия самоторможения. Опыт показывает, что для обеспечения условия самоторможения следует применять резьбы с углом подъема витка не более 1° 30. Этому соответствуют мелкие резьбы, включая первую мелкую. Например, для диаметра выходного торца 40 мм можно рекомендовать резьбы с шагом 1,5 мм. Тогда достаточная длина резьбы получается 10,5—12 мм. С учетом проточек для выхода резца при обработке и фасок общая длина резьбового хвостовика при резьбе М20 X 1,5 составит 15 мм, а длина резьбового отверстия 17—18 мм. При этом внутренние напряжения в переходном сечении цилиндрического трансформатора при коэффициенте концентрации напряжений К = 2 достигают 0,96ог ,ах. [c.333]

Необходимо иметь в виду, что не всегда наиболее нагруженные сечеппя по статическим напряжениям совпадают с сечениями, в которых появляются максимальные усталостные напряжения. Здесь зр ачптельное влияние оказывает концентрация напряжений в местах изменения форм тел, поэтому наибольшие усталостные напряжения могут возникнуть в сечениях, где приведенный момент меррьше максимального. В этой связи для повышения усталостной прочности валов и осей необходимо принимать минимальную разность диаметров смежных участков, увеличивать радиусы галтелей, избегать применения резьбы для крепления деталей на участках опасных сечений п стремиться к наименьшей шероховатости обработки даже свободных поверхностей на валах и осях. [c.424]

Влияние отклонений диаметров резьбы. Циклическая долговечность резьбовых соединений зависит от концентрации напряжении, возникающих во впадинах резьбы болтов, и характера распределения нагрузки между витками (при равномерном распределении циклическая долговечность выше). При периодическом нагружении резьбовые соединения разрушаются по первой или второй нагруженным впадинам резьбы болта. Разрушению предшествует появление усталостной трещины. В возникновении усталостной треи ,ины большую роль играют касательные напряжения, зависящие от зазора по виутреинему диаметру резьбы. При достаточно большом зазоре (рис. 12.8, а) максимальные касательные напряжения определяют по формуле [c.290]

Такие расчеты характеризуют прочность в аспекте надежности представительных выборок из генеральной совокупности изделий данного типа, опираясь на вероятностные оценки как переменной нагруженности, так и усталостного сопротивления. Представительной выборкой является совокупность изделий, изготовленных из металла большого числа плавок данной марки, которой свойственны механические характеристики, отражающие межплавочный разброс. Этой выборке также свойственны отклонения фактических размеров деталей от номинальных в пределах допуска, вследствие чего оказывается изменчивым уровень концентрации напряжений (например, в результате отклонения величины радиуса канавок, галтелей, профилей резьбы и др.). [c.151]

Концентрация напряжений в резьбе возникает как от растяжения стержня, так и в результате изгиба витков. В свободной (неконтактирующей) части витки не нагружены и имеет место лищь концентрация напряжений от растяжения стержня. Поэтому максимальное напряжение во впадине неконтактирующего витка ниже, чем во впадине под первым рабочим витком. [c.514]

Обкатка роликами и шариками применяется в машиностроении как средство упрочнения валов, осей, пальцев, шпилек, зубчатых колес и других деталей. Накатывают цилиндрические поверхности, галтели, канавки, впадины зубьев и шлицев, торцовые поверхности и резьбы. По эффективности обкатка занимает одно из первых мест среди других методов поверхностного упрочнения. Она позволяет получить слой наклепа 3 мм и более, т. е. значительно больший, чем, например, при дробеструйной обработке. Это особенно важно для деталей больших размеров (глубина наклепа при обкатке подступич-ной части вагонных осей достигает 19 мм). Твердость поверхностных слоев, по сравнению с исходной, повышается на 20—40%, предел выносливости гладких образцов — на 20—30%, а при работе в коррозионной среде в 4 раза. В зонах концентрации напряжений, в местах контакта с напрессованными деталями предел выносливости повышается в 2 раза и более. Срок службы различных валов в результате накатки увеличивается в 1,5—2 раза, осей вагонов — в 25 раз, штоков молотов — в 2,5—4 раза и т. д. Обкатка не только создает наклеп и формирует остаточные напряжения сжатия, но и на 2—3 класса снижает шероховатость поверхности, доводя ее до 8—10-го классов. В связи с этим в ряде случаев.обкатка вытесняет малопроизводительное шлифование. Наряду с непосредственным упрочнением от наклепа, при этом устраняется вредное влияние на прочность деталей концентраторов напряжения, возникающих при шлифовании из-за прижогов. [c.107]

Сальниковые болты (шпильки) обычно затягиваются без должного контроля моментов, возникающих при затягивании. Поэтому для мелкой араматуры, чтобы не оборвать болты при затяжке, не рекомендуется их брать слишком малого диаметра, скажем, менее 12 мм. При этом следует иметь в виду, что допускаемое напряжение для болтов малых диаметров очень мало вследствие концентрации напряжений у начала резьбы. Диаметр болтов 6 13 y/Omaxf daon, где 2 - число болтов. [c.98]

В практических расчетах можно использовать следующие зависимости для определения теоретических коэффициентов концентрации напряжений в резьбовом соединении со стандартной гайкой и в свободной (неконтактирующей) части резьбы болта [c.152]

Асимметричная резьба. В последние годы получила распространение корригированная резьба с углом профиля на 2,5—5° меньшим или большим стандартного, равного 60° (рис. 8.11, а). В соединении с асимметричной резьбой болта нагрузка на первый рабочий виток снижается на 15ч-18% за счет увеличения иодатли-вости витков болта (рис. 8.11, б), либо увеличения податливости витков гайки (рис. 8.11, в). Однако теоретический коэффициент концентрации напряжений Оа в таких соединениях снижается лишь на 6—8%. Изменение коэффициента концентрации напряжений во впадине лод первым рабочим витком в соединении с резьбой М24 (i = 0,133P H = 0,8d) показано на рис, 8.12 сплошная линия соответствует обычной резьбе, штриховая — асимметричной резьбе, показанной на рис. 8.11, в. Благодаря снижению Иа, а также за счет смещения наиболее нагруженного сечения на 30—40° от центра впадины к рабочей грани и, как следствие, увеличения площади опасного сечения усталостная прочность соединений возрастает на 15—20% i72]. [c.153]

Рассмотрим плоскодеформированное напряженное состояние зуба и впадин, которое возникает в резьбовых соединениях большого диаметра с относительно мелкой резьбой в зонах сопряжения. Область возмущения напряженного состояния, в которой требуется находить распределение напряжений и значение козффициента концентрации, удалена на большое расстояние от оси, и размеры этой области можно рассматривать как малые в сравнении с расстоянием от оси [33]. На рис. 4.17 показаны зависимости коэффициентов концентрации от соотношения размеров в плоской и осесимметричной задаче при растяжении пластинки и вала с выточками, глубина и радиус закругления в метрической резьбе шага 5=6 мм. При неизменной геометрии вьггочек, изменяя размер ослабленного сечения d, получаем зависимости коэффициентов концентрации в плоской и осесимметричной детали от d. Кривая 1 относится к плоской задаче, а кривая 2 — к осесимметричной. Из рисунка видно, что при увеличении размера d обе кривые сближаются и, начиная с некоторой величины, совпадают, что свидетельствует о практически полной идентичности напряженных состояний в окрестности впадин. В соответствии с зтим в случае нагрузки, приложенной непосредственно к зубу, можно принять, что напряженное и деформированное состояние, возникающее в зубе и в окрестности впадин, является плоским. [c.159]

В случае же меньшего диаметра гладкой части, который в высокона-груженных и ответственных соединениях делают приблизительно равным 0,9 do (в таких болтах, называемых упругими, обычно отношение диаметра гладкой части к диаметру ослабленного сечения d jdi < 1), концентрация напряжений в первых свободных витках меньше, чем в средних. Коэффициенты напряжений в шпильке большого диаметра с резьбой М140Х6 мм, гладкая часть которой равна 0,91 о> в первых витках, граничащих с гладкой частью стержня, процентов на 20-2S ниже, чем во впадинах резьбы, удаленных от начала. В этих случаях выгодно гайку навинчивать до первых полноценных витков (избегая витки, попадающие на сбег), имея в виду снижение эффекта концентрации от общего потока растягивающих усилий. [c.164]

Коэффициент концентрации напряжений в основании первого нагруженного зуба резьбы подсчитьшается по формуле (4.21) [c.168]

Исходя из изложенного выше рекомендации по расчетной оценке коэффициента концентрации в резьбовом соединении шпилька-корпус рассмотренного типа можно свести к следующей последовательности 1) определяется коэффициент распределения усилий Кр в эквивалентном соединении типа стяжки, объемлющая деталь которого выбирается из учета усредненной жесткости примьжающих зон 2) определяется коэффициент концентрации в первой наиболее нагруженной впадине резьбы шпильки (концентрация напряжения в резьбе корпуса меньше) по формуле [c.169]

Опйсным сечением являете сечение, гле имеет место концентрация напряжений в резьбе и действуют силы Р = 1020 л-Г — максимальная инерционная сила Г = 6500 / — сила иредваритель- [c.476]

Опасным является сечение, где имеет место концентрация напряжений в резьбе и действуют силы Р= 1020 кГ — максимальная инерционная сила Т = 6500 кГ — сила предварительной натяжки — 490 кГсм — постоян ный Скрутящий) момент [c.528]

КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ в теории упругости — сосредоточение больших напряжений па малых участках, прилегающих к местам с разл. рода изменением формы поверхности или сечения деформироваппого тела. Факторами, обусловливающими К. и. (т. я. концентраторами напряжений), являются отверстия, полости, трещины, выточки, надрезы, углы, выступы, острые края, резьба, а также разл. неровности поверхности (риски, царапины, метки, сварные швы и т. п.). Для распределения напряжений о в зоне К01и1ентрации характерно резкое изме- [c.455]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...