2.4 Расчет резьбовых соединений нагруженных силами в плоскости стыка

Выполняют в зависимости от типа соединений. Применяют соединения двух видов:

1. болт, поставленный в отверстие деталей с зазором (рис.43)

2. болт, поставленный в отверстие деталей без зазора (рис.42,44)

Первый вариант дешевле, но второй может воспринимать большие нагрузки и не требует специального центрирования детали.

1) Расчет болтов, установленных с зазором. Они должны создавать силу трения на поверхности стыка, превьппающую внепшюю сдвигающую нагрузку. Потребная сила затяжки должна быть:

, (96)

где F_B - расчетная сдвигающая сила, приходящая на один болт, Н;

i- число стыков стягиваемых болтом;

ƒ-коэффициент трения, равный для чугунных и стальных деталей

машин 0,15-0,2;

ƒ- для необработанных поверхностей 0,3;

К- коэффициент запаса сцепления, во избежание сдвигов в пределах, зазора между болтами и отверстиями К ≥ 15 = 1,3..1,5.

При необходимости ведется расчет на растяжение болта по формуле:

, (97)

где F_3am- сила затяжки болта, Н.

2) Расчет болтов, установленных без зазора ведут на срез.

В этом случае условия прочности болта:

, (98)

где F_b - внешняя нагрузка, Н;

d_c- диаметр стержня болта, мм;

I - число стыков в соединении.

Кроме того, следует проверить соединения по формуле:

, (99)

где А_cm- площадь смятия, мм², A_cm=d_c * l₁

2.5 Расчет резьбовых соединений, включающих группу болтов

1) Соединения нагружены силой, равнодействующая которых перпендикулярна к плоскости стыка и проходит через его центр тяжести (рис.45).Винтовое соединение крышка- цилиндр_, например, полная сила на винты:

, (100)

где Z-число винтов или болтов;

F-нагрузка на один винт, Н;

ψ-коэффициент, учитывающий возможное повышение давления;

D₁D₂- наружный и внутренний диаметр прокладки, мм;

g_np- давление на прокладке принимаемое:

для мягких подкладок-2...2,5,

для металла-3,5, Н/мм ;

g-давление внутри цилиндра, Н/мм².

2) Соединения, нагруженные моментом сил T в плоскости стыка при установке винтов без зазора. Для простого кольцевого стыка расчетная сила, действующая на каждый винт:

где Z-число винтов или болтов.

, (101)

где Z – число винтов или болтов

Для стыка произвольной формы расчетная нагрузка на наиболее нагруженный винт

, (102)

где Z— число нагруженных болтов;

г₁-наибольший радиус от центра стыка до болтов, мм;

Z1,Z2,Zi.. .Z,- число болтов на расстоянии.

Диаметр винта:

. (103)

Рис. 41 Расчетная схема резьбы

Рис. 42 К расчету болтов Рис. 43 К расчету болтов,

поставленных без зазора поставленных с зазором

и нагруженных силами в

плоскости стыка

Рис. 44 К расчету болтов, поставленных без зазора и нагруженных силами в плоскости стыка