Предварительно затянутый болт дополнительно нагружен внешней осевой растягивающей силой; последующая затяжка болта отсутствует или возможна.

Этот вид нагружения самый распространенный, так как для большинства резьбовых соединений требуется предварительная затяжка болтов, обеспечивающая плотность соединения и отсутствие взаимных смещений деталей стыка, нарушающих работу соединения. К болтам этой категории относятся фланцевые, фундаментные и т. п.

После предварительной затяжки болта силой F₃ болт растягивается, а детали стыка сжимаются. При действии на болтовое соединение внешней сипы F (рис. 3) только часть ее χF дополнительно нагружает болт, а остальная часть (1—χ)F идет на частичную разгрузку деталей стыка от сжатия (рис. 4). Коэффициент χ учитывающий долю внешней нагрузки F, приходящуюся на болт, называется коэффициентом внешней (основной) нагрузки.

Так как задача о распределении силы F между болтом и стыком статически неопределима, то она решается с помощью условия совместности деформаций. При действии на соединение внешней силы F до раскрытия стыка сжатие соединяемых болтом деталей уменьшается на столько, на сколько болт растягивается, т. е.

где λ_d — коэффициент податливости соединяемых болтом деталей; λ_b — коэффициент податливости болта, т. е. удлинение болта при растя жении под действием силы в 1 Н. Из уравнения следует, что коэффициент внешней нагрузки

Коэффициент податливости болта

где l — длина деформируемой части стержня болта, принимаемая равной толщине сжимаемых болтом соединяемых деталей; А — площадь поперечного сечения стержня болта (для ступенчатого стержня — средняя приведенная площадь сечения); Е - модуль упругости материала болта.

13.Расчет группового резьбового соединения, нагруженного в плоскости стыка.

Расчет таких соединений сводится к определению наиболее нагруженного болта (винта, шпильки) и последующей оценки его прочности в зависимости от характера нагружения, рассмотренных ранее. Остальные болты соединения не рассчитывают — их принимают того же диаметра, что и наиболее нагруженный. При действии осевой силы, раскрывающей стык (крепление крышек сосудови др.)

Болты работают с предварительной затяжкой и нагружаются дополнительными внешними силами. На каждый болт действует внешняя сила

где F_A — обшая внешняя осевая сила, раскрывающая стык; z — число болтов.

Определив по формуле расчетное усилие в болте, далее находят диаметр d₁ болта или проверяют его на прочность по зависимости.

При действии момента, раскрывающего стык (крепление к раме электродвигателя, редуктора и т. П).

Рассмотрим этот случай на примере крепления цилиндрического одноступенчатого редуктора к раме. Редуктор стремится опрокинуться под действием опрокидывающего момента Т_оп, равного для данного случая алгебраической сумме моментов

где T₁ — момент на ведущем валу; T₂ — момент на ведомом валу; T_p — момент от силы тяжести редуктора.

При небольших габаритах редуктора момент от силы тяжести редуктора T_р можно не учитывать. Опрокидыванию редуктора препятствует восстанавливающий момент T_в создаваемый от усилий в болтах крепления редуктора к раме

В применяемых приближенных методах расчета при определении наиболее нагруженного болта все детали рассматривают как абсолютно жесткие. Определяя усилия в болтах, исходят из того, что они прямопропорциональны их расстояниям х_i до ребра опрокидывания (ось х — х). Внешнее усилие в наиболее нагруженном болте 1 от опрокидывающего момента

где x_i, — расстояние от осей болтов до ребра опрокидывания; i—порядковый номер болта в ряду; k — число болтов в ряду.

Цифра, стоящая в знаменателе перед знаком ∑ (в рассматриваемом случае это цифра 2), означает число рядов болтов, нагружаемых одинаковой силой от опрокидывающего момента. Здесь F_BHl = F_BH6. Расчетное усилие в наиболее нагруженном болте определяют согласно зависимости с последующим прочностным расчетом по формулам. В горизонтальных червячных, конических, коническо-цилиндрических редукторах опрокидывающие моменты будут вызывать опрокидывание как относительно ребра х—х, так и относительно ребра у—у, ему перпендикулярного. Определение усилия в наиболее нагруженном болте для такого случая рассматривается далее в числовом примере.