Расчет резьбовых соединений, воспринимающих поперечную нагрузку

Условие надежности такого соединения — отсутствие сдвига деталей в стыке. Могут быть два варианта конструкции, что и определяет расчет.

1. Болт поставлен с зазором. Во избежание сдвига деталей резьбовое соединение необходимо затянуть так, чтобы сила трения FT на стыке деталей была не меньше сдвигающей силы:

F_T = fFzi >= Q

где f — коэффициент трения (для сухих стальных и чугунных поверхностей f=0,15...0,2); F— необходимая сила затяжки; z — число болтов; i — число стыков. Тогда необходимая сила затяжки

F = kQ/fzi

где k — коэффициент запаса; k = 1,2...1,5 при статической нагрузке, k = 1,8...2,0 при переменной.

Внешняя нагрузка не передается на болт, поэтому, согласно зависимости, расчетное усилие Fp = 1,3F. Хотя такое соединение несложно в изготовлении, однако размеры его получаются относительно большими вследствие необходимости большой силы затяжки F. Поэтому желательно применять специальные устройства, разгружающие болты от поперечной силы.

2. Болт поставлен в отверстие без зазора. В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта d0 выполняют с допуском, обеспечивающим посадку без зазора. Затяжка болта необязательна, а поэтому силы трения в стыке не учитывают. Поперечная (сдвигающая) сила Q воспринимается непосредственно болтом, который испытывает напряжение среза:

tau_cp = {Q/{{pi{{d_0}^2}}/4}*iz} <=delim{[}{tau_cp}{]}

откуда диаметр стержня болта

d_0 = sqrt{{4Q}/{pi iz delim{[}{tau_cp}{]}}}

где i — число поверхностей среза; z — число болтов; [τср]—допустимое напряжение среза; [τср] = (0,1..0,3)σт. В этом случае болты получаются значительно меньшего диаметра, чем болты, поставленные с зазором и работающие «на затяжку». Однако технологически конструкция с болтами, поставленными без зазора, значительно сложнее, что ограничивает их применение.
Помимо этого, сопряжение болт — деталь испытывает напряжение смятия:

sigma_sm = {Q/{d_0 delta_min}} <=delim{[}{sigma_sm}{]}

где δmin — минимальная длина сопряжения болта с деталью; σсм =0,8σт — для стали, (0,4...0,5)σв — для чугуна.

Формула справедлива как для соединяемых деталей, так и для болта. Определяющим является менее прочный вариант, когда расчетное напряжение σсм максимальное, а допустимое напряжение определено по более слабому материалу болта или деталей.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.