< 736, значит, при действии полной статической нагрузки разрыва болта не произойдет

72 < 736, значит, при действии полной статической нагрузки разрыва болта не произойдет.

5.2 Расчет прочности болта при действии ударной нагрузки

Проводим расчет на разрыв болта под действием ударной нагрузки 700 ед. длительностью 0,6 мс, действующей в осевом направлении. После удара нагрузка представляет из себя затухающие синусоидальные колебания с периодом 1,2 мс и амплитудой 700 ед. в первом полупериоде, в котором нагрузка является максимальной, и поэтому именно для этого случая будем проводить расчет. Схема нагружения болта представлена на рисунке 6.2:

Рисунок 6.2.

кН.

 Н.

На один болт будет приходиться  Н.

Н.

 МПа.

Так как нагрузка ударная, то необходимо ввести ударный коэффициент равный 1,75. Тогда:

МПа

189 < 736, значит, при действии ударной нагрузки разрыва болта не произойдет.

3. Расчет на срез резьбы.

Для реализации расчета сначала необходимо рассчитать напряжение в витках резьбы болта и гайки, а затем сравнить их с пределом текучести. Для болта напряжение в витках резьбы рассчитывается по формуле (6.18), для гайки – (6.19):

(6.18)

(6.19)

где:  – напряжение от внешней нагрузки на один болт;

 d₁ – средний диаметр резьбы, d₁ = 7,19 мм;

 k₀ = k₁ = 0,87 – коэффициент полноты резьбы;

 l₂ – длина резьбовой части;

 k_T – коэффициент, учитывающий характер изменения деформации витков по высоте гайки, выбираемый в зависимости от отношения  по таблице 6.1 (где  – предел прочности материала болта;  – предел прочности материала гайки).

Таблица 6.1.

	Шаг резьбы	kT
Свыше 1,3	Крупный и первый мелкий	0,7…0,75
	Второй и более мелкий	0,65…0,7
Менее 1,3	Для всех шагов	0,55…0,6

МПа;

,

следовательно, согласно таблице 6.1 k_T = 0,55.

Возникающие напряжения  и  будут одинаковыми, однако в связи с тем, что материалы болта и гайки (ответной детали) разные, расчет проведем для болта, т.к. .

МПа;

11,4 МПа < 736 МПа, следовательно, срыва резьбы не произойдет.

Таким образом, при действии полной статической нагрузки 175g, динамической нагрузки 700g, разрыва болта и среза его резьбы не произойдет, то есть выбранный болт удовлетворяет требованиям условий эксплуатации КБР по рабочей температуре и стойкости к воздействию линейного ускорения.

6. Размерный расчет

Задачей расчета является проверка собираемости корпуса с крышкой по размерам Х₁, Х₂ и Х₃ (рисунки 4, 6, 8).

Данные для расчета приведены в таблице 1. Размеры в мм.

Наименование	Условное обозначение	Номинал	Предельные отклонения
Крышка	А1	4
	А2	3,6	0,36
	А3	148
	А4	156	-1
	В1	79	-0,74
	В2	70
Корпус	Б1	148
	Б2	158	+1
	Г1	83	-0,87
	Г2	70

Таблица 1. – Данные для расчета

Примечание:

Позиционный допуск осей отверстий с размером А₂ 0,3 мм (α₂) (допуск зависимый).

Номинальный размер замыкающего звена (Х) определяется по формуле

где  - сумма размеров увеличивающих звеньев;

 - сумма размеров уменьшающих звеньев;

i – порядковый номер звена;

m – число уменьшающих звеньев;

n – число увеличивающих звеньев.

Верхнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Вх) определяют по формуле

где – сумма верхних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

– сумма нижних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

Нижнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Нх) определяют по формуле

где – сумма нижних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

– сумма верхних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

1)               Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х₁ является Х_1min ≥ 0 (рисунок 4, см. рисунок 5).

Рисунок 4. – Определение размера Х₁

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 5).

Рисунок 5. – Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(3)

Определяем Х_1min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 148 и 158⁺¹ для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величина симметрии будет влиять на значение Х_1min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2

Следовательно, Х_1min с учетом симметричности размеров 148 и 158⁺¹ будет равен:

Х_1min = 0,85 – а = 0,85 – 1,2 = – 0,35 < 0, что не удовлетворяет условию собираемости крышки и корпуса, поэтому зададим значение симметричности размеров 148 и 158⁺¹ равное 0,5. Тогда

Х_1min = 0,85 – 0,5 = 0,35 > 0.

Следовательно собираемость крышки и корпуса по размеру Х₁ обеспечена.

2) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х₂ является Х_2min ≥ 0 (рисунок 6, см. рисунок 7).

Рисунок 6. – Определение размера Х₂

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 7).

Рисунок 7. – Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

 (4)

Определяем Х_2min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 148 и 158⁺¹ для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величина симметрии будет влиять на значение Х_2min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2

Следовательно, Х_2min с учетом симметричности размеров 148 и 158⁺¹ будет равен:

Х_2min = 0,85 – а = 0,85 – 1,2 = – 0,35 < 0, что не удовлетворяет условию собираемости крышки и корпуса, поэтому зададим значение симметричности размеров 148 и 158⁺¹ равное 0,5. Тогда

Х_2min = 0,85 – 0,5 = 0,35 > 0.

Следовательно собираемость крышки и корпуса по размеру Х₂ обеспечена.

3) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х₃ является Х_3min ≥ 0 (рисунок 8, см. рисунок 9).

Рисунок 8. – Определение размера Х₃

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 9).

Рисунок 9. – Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(5)

Определяем Х_3min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 70 и 83_-0,87 для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величина симметрии будет влиять на значение Х_3min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,0+1,0) / 2 = 1,0

Т.к. размеры 70 и 79_-0,74 для крышки заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величина симметрии будет влиять на значение Х_3min. Найдем значение величины симметрии:

b = (1,0+1,0) / 2 = 1,0

Следовательно, Х_3min с учетом симметричности размеров 70 и 83_-0,87 для корпуса и размеров 70 и 79_-0,74 для крышки будет равен:

Х_3min = 2,065 – а – b = 2,065 – 1,0 – 1,0 = 0,065 > 0.

Следовательно, собираемость крышки и корпуса по размеру Х₃ обеспечена.

Таким образом, в ходе проведения расчета были получены значения зазоров Х₁, Х₂, Х₃ между крышкой и корпусом. Их величины составили следующие значения:

Х₁ = 0,35

Х₂ = 0,35

Х₃ = 0,065.

Полученные значения больше нуля, следовательно, собираемость крышки и корпуса обеспечена.