1. Основные причины выхода деталей резьбовых соединений.

2. Различные случаи расчета резьбовых соединений,

1 Основные причины выхода деталей резьбовых соединений,

В связи с тем, что болты или винты, как правило, работают со значительной силой начальной затяжки, для большей части болтов применяют расчеты на статическую нагрузку.

Выход из строя винтов в указанных условиях нагрузки может ч происходить по одной из следующих причин:

1 Разрыв стержня болта, винта по резьбе или по переходному сечению у

головки;

2 Повреждение или разрушение резьбы (смятие и износ, срез, сгиб);

3 Разрушение головки болта, винта.

2 Различные случаи расчета резьбовых соединений

Обычно болты рассчитывают по главному критерию работоспособности-прочности болта на растяжение.

2.1 Расчет резьбы винта и гайки на смятие и срез ( Рис.41):

1) напряжение на смятие для ходовых винтов определяются по формуле:

σ_см= , (84)

где Z- число витков на длине свинчивания;

K_m- коэффициент неравномерности нагрузки

, (85)

[σ_см] = (0,8…1,0)σ_T, (86)

2) напряжение среза в резьбе определяется по формуле:

для винта: τ₁ = , (87)

для гайки: , (88)

где Н – высота гайки, мм;

k - коэффициент, учитывающий тип резьбы:

для треугольника 0,87;

для трапеции 0,65;

для прямоугольника 0,5;

К_т -коэффициент неравномерности нагрузки по винтам с учетом пластических деформаций: К_т =0,56...0,75 (согласно больших значений для крупной метрической резьбы, Р -шаг резьбы, мм);,

3) прочность головки винта проверяется на срез по формуле (по цилиндрической поверхности с диаметром, равным диаметру стержня):

, (89)

где d - диаметр стержня винта, мм.;

h - высота головки, мм.

Допускаемые напряжения при расчете стержней винтов и гаек на срез

[τ]_cp=(0,2÷0,3)τ_T

2.2 Расчет винтов, нагруженных только осевой силой без начальной затяжки.

Наиболее характерным примером этих винтов являются резьбовые концы

грузовых крюков ПТМ.

Напряжение и растяжение в винте, болте, а диаметр резьбы d,:

(90)

где F- осевая сила на винт, Н ;

расчетная площадь сечения, мм² ;

[σ]_р -дополнительное напряжение на растяжении;

d₁- внутренний диаметр ,мм.

2.3 Расчет винтов, нагруженных осевой нагрузкой и предварительным моментом затяжки

Для большинства винтов момент Т скручивающий стержень винта, равен моменту в резьбе, так как момент трения на торце гайки или головки винта через стержень винта не передается. Только в установочных винтах к моменту в резьбе прибавляется момент трения на конце винта.

Эквивалентные напряжения в вицтах, подверженных осевой нагрузкой крутящему моменту, возникающему вследствие затяжки гайки или винта под нагрузкой, определяется по уравнению:

(91)

1) Болт, установленный в отверстие с зазором нагружен поперечной силой. В этом случае болт затягивается с такой силой затяжки F₃ чтобы возникающая при этом сила трения F_f на поверхности стыка соединяемых

деталей была не меньше внешней сдвигающей поперечной силы F. В результате этого необходимую силу затяжки болта определяют из условия:

F_f=f*F₃=F,

откуда F₃= ,

где ƒ- коэффициент трения между соединяемыми деталями 0,15.. .0,2.

Проектный расчет болта в этом случае производят с учетом 20%-го запаса от сдвига деталей и с учетом крутящего момента при затяжке болта по формуле:

(92)

Для уменьшения диаметра болта, установленного в отверстии с зазором и нагруженного поперечной силой применяют различные устройства, разгружающие болт от восприятия поперечных сил, например, разгрузочную втулку, шпонку, штифт и другие.

При использовании разгрузочного устройства диаметр болта принимают конструктивно.

2) Болт установлен в отверстии из-под развертки без зазора и нагружен поперечной силой, В этом случае болт рассчитывают на срез (рис.42)

, (93)

где τ_с - расчетное напряжение среза болтав, Н/мм²', F- поперечная внешняя сила, Н;

d_o- диаметр стержня болта в опасном сечении, мм;

[τ_с]- допускаемое напряжение на срез болта Н/мм².

Проектный расчет выполняют по формуле:

или (94)

Если болт соединяет тонкие детали, то необходимо производить проверку прочности деталей на смятие по формуле:

, (95)

где h- длина наиболее сминаемой части стержня болта, мм.