Порядок розрахунку.
Визначається обертальний момент на валу конструкції:
Визначається зусилля на один болт, прикладене перпендикулярно до осі болта:
Сила попередньої затяжки болта:
Розрахункова сила:
Визначається допустиме напруження (див.п.4, задача 1).
Визначається потрібний розрахунковий діаметр різьби
(див.п.5,задача
1)По ГОСТ 8724—81 приймається діаметр різьби болтів (див. п. 6, задача 1).
Сумарну товщину скріплених болтами деталей конструкції прийняти рівною діаметру різьби d.
По розрахованій різьбі болта прийняти пружинну шайбу (ГОСТ 6402-70, табл. Д 8) та гайку (ГОСТ 5915-70, табл. Д 9).
Визначити потрібну довжину болта
:
По ГОСТ 7798-70 прийняти стандартну довжину болта (табл. Д 10)
Виконати ескіз конструкції, приймаючи конструктивно всі інші розміри її елементів.
Припустити, що болти установлені без зазорів. Тоді вони працюють на зріз. Діаметр тієї частини болта, що працює на зріз, визначається за формулою
,
де
– допустиме
напруження на зріз;
–
границя текучості матеріалу болта.
По діаметру d0 прийняти чистий болт ГОСТ 7817-72 (табл. Д 11).
Визначити довжину болта аналогічно п.10, залишивши товщину деталей тою, що одержана вище, а шайбу і гайку підібрати вже для чистого болта (див. п. 9).
Порівняти результати розрахунків двох варіантів.
Задача 9. Визначити величину внутрішнього діаметра різьби болта, підібрати болти з крупною метричною різьбою для двох випадків: 1) болт вставлений в отвір з зазором; 2) болт вставлений в отвір без зазору.
Товщину чеки 1 (рис. 2, 9) прийняти рівною зовнішньому діаметру болта. А товщину бічних елементів вилки 2 назначити з умови рівно міцності з'єднання.
Матеріал з'єднуваних деталей – ст. 3. Навантаження стале, загвинчування гайок неконтрольоване. Вихідні дані приведені у табл. 9.
Таблиця 9. Дані до задачі 9
-
Параметри
Варіант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
F, kH
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Z
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
f
0.1
0.15
0.2
0.16
0.2
0.22
0.17
0.18
0.25
0.3
Матеріал болтів
Ст.3
Ст.4
Ст.5
Сталь 30
Сталь 40
Сталь 45
Сталь 35Х
Сталь 40Х
Ст.5
Сталь 35
Примітка: Z — кількість болтів у з'єднанні; f — коефіцієнт тертя у з'єднанні
Порядок розрахунку.
1. Користуючись табл. Д1 для заданого матеріалу болта встановлюємо границю текучості
Для болтового з'єднання з неконтрольованим затягуванням з табл. Д2 приймаємо коефіцієнт запасу міцності (краще взяти з діапазону діаметрів різьб 16...30 мм).
Визначаємо допустиме напруження
Приймаємо коефіцієнт запасу від зсуву:
.
Визначаємо необхідну силу затягування
болта
де
– кількість площин зсуву у з'єднанні
(встановлюється з креслення з'єднання,
рис. 2, 9).
Визначається розрахункова сила затягування
Визначається розрахунковий діаметр різьби dр:
За табл. Д3 приймаємо діаметр різьби з певним кроком р, для якої
Тут d – зовнішній діаметр різьби болта.
Приймаємо товщину чеки рівною d, а боковин вилки – d/2 кожної. Визначаємо довжину болтів так, як це показано у попередній задачі (п. 9 та п. 10). Виконується ескіз з'єднання.
У випадку, коли болти вставляються у отвори без зазорів, вони працюють на зріз. Допустиме напруження на зріз вираховується за формулою
Визначається діаметр тієї частини болта, що буде працювати на зріз:
.
По діаметру d0 приймаємо чистий болт ГОСТ 7817-72 (табл. Д 11).
Довжину болта визначаємо аналогічно вищесказаному (див. п. 8). Виконується ескіз з'єднання.
Порівнюються результати розрахунків двох варіантів.
Задача
10.
У з'єднанні, показаному на рис. 8, 0, болти
вставлені без зазорів (ГОСТ 7817
– 72). Діаметр отвору, а отже і болта, d0
відомий
(табл. 10) згідно варіанту. Товщина чеки
1
.
Визначити діаметр різьби болтів, якщо
їх встановити із зазором, тобто якщо
прийняти болти за ГОСТ 7798 – 70. Затягування
болтів неконтрольоване. Інші дані
прийняти з табл. 10.
Таблиця 10. Дані до задачі 10
-
Параметри
Варіант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
d0
7
9
11
13
17
21
25
32
38
7
Матеріал болтів
Сталь 30
Ст.5
Ст.5
Ст.4
Ст.4
Ст.3
Ст.3
Ст.2
Ст.2
Сталь 35
Z
4
3
3
2
2
2
1
1
1
4
f
0.08
0.09
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
0.07
K
1.6
1.5
1.5
1.4
1.4
1.3
1.3
1.2
1.2
1.6
Примітка: коефіцієнт запасу проти зсуву