РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

F_зат - на практике определяют:

F_зат = К_затF, где F — внешняя нагрузка на один болт;

К_зат — коэффициент затяжки по условию нераскрытия стыка.

При постоянной нагрузке К_зат = 1,25...2.

При переменной нагрузке К_зат = 2,5...4.

При металлической фасонной прокладке К_зат = 2...3.

При металлической плоской прокладке К_зат = 3...5.

Напряжение кручения от трения в резьбе

где — угол подъема резьбы;

— приведенный угол трения.

Эквивалентное напряжение по теории энергии формоизменения

Подставляя выражение и в формулу и принимая для стан­дартных болтов с метрической резьбой = 2°30', d₂/d_l = 1,12 и f = 0,15; чему соответствует = 8°40', получим:

Итак, расчет болта на совместное действие растяжения и кручения можно заменить расчетом на растяжение, т. е. F_расч = 1,3F₀. Расчетный диаметр болта:

следовательно

где — см. гл. 1, п. 5.5.

d_paсч согласовать с ГОСТ 9150—81 по табл. 1.12.

3. Болтовые соединения, нагруженные поперечной силой Q.

Болт поставлен в отверстие с зазором (рис. 5.1.16, а) и затянут так, чтобы сила трения возникающая между поверхностями соприкасающихся дета­лей, обеспечила нормальную работу соединения без смещения деталей. Расчет болта ведут по силе затяжки:

где К= 1,4...2 — коэффициент запаса по сдвигу деталей, при статической нагрузке К= 1,3...1,5, при переменной нагрузке К= 1,8...2;

f — коэффициент трения для стальных и чугунных поверхностей f= 0,15.-0,2;

i — число стыков (на рис. 5.1.16, a i = 1; на рис. 1.50, в i = 2);

z — число болтов;

расчетный диаметр резьбы болта определяется по формулам, приведен­ным в гл. I, п. 5.8;

[]_р — см. в гл. I, п. 5.7.

Болт поставлен в отверстие из-под развертки без зазора, (рис. 5.1.16, б). Расчет ведется на срез по диаметру стержня d₀.

I = 1...2 — число плоскостей среза (на рис. 5.1.16, б i = 1, на рис. 5.1.16, в i = 2);

Рисунок 5.1.16

z — число болтов;

[]_ср — допускаемое напряжение на срез стержня болта, []_ср = (0,2.. 0,3); — см. табл. 1.14.

Проектировочный расчет таких болтов ведется и на смятие по условию прочности:

где — толщина более тонкой детали;

= (0,8...1,0) — для углеродистой стали;

= (0,6...0,8) — для легированной стали (см. табл. 1.14).

Определить диаметр стержня болта из условия прочности на смятие:

Из двух полученных значений d₀ принимают большее (табл. 1.16):

d₀ = d + (1.. .2) мм,

где d — номинальный диаметр резьбы болта.

4. Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей.

В болтовом соединении болт затянут силой F₀, и соединение нагружено внешней растягивающей силой F, приходящейся на один болт. Предвари­тельная затяжка обеспечивает герметичность и отсутствие раскрытие стыка (крепление головки блоков цилиндров, люков сосудов высокого давления, крышек подшипников и т. д.) (рис. 5.1.17).

При действии внешней осевой растягивающей силы F часть внешней силы F дополнительно нагружает болт, остальная часть F - F = F(1 - ) разгружает стык.

— коэффициент основной (внешней) нагрузки.

Суммарная нагрузка, действующая на болт: F_z = F₀ + F.

При приближенных расчетах принимают:

= 0,2...0,3 — для соединений стальных и чугунных деталей без про­кладок;

= 0,4...0,5 — для таких же соединений с упругими прокладками.

Таблица 1.16. Болты класса точности А с шестигранной уменьшенной головкой для отверстия

Рисунок 5.1.17

Диаметр резьбы d			6		8		10		12		16		20		24		30		36		42		48
Шаг резьбы	крупный	1		1,25		1,5		1,75		2		2,5		3		3,5		4		4,5		5
	мелкий	—		1		1,25		1,25		1,5		1,5		2		2		3		3		3
Диаметр стержня d0			7		9		11		13		17		21		25		32		38		44		50
Размер под ключ S			10		12		14		17		22		27		32		41		50		60		70
Высота головки k			4		5,5		7,0		8,0		10		13		15		19		23		26		30
Диаметр описанной ок­ружности e, не менее			11,0		13,2		15,5		18,9		24,5		30,2		35,8		45,9		56,1		67,4		78,6
Диаметр болта d2			4,0		5,5		7,0		8,5		12,0		15,0		18,0		23,0		28,0		33,0		38,0
Длина конца болта l3			1,5		1,5		2,0		2,0		3,0		4,0		4,0		5,0		6,0		7,0		8,0
Диаметр отверстия d1			1,6		2,0		2,5		3,2		4,0		4,0		5,0		6,3		6,3		8,0		8,0

Продолжение табл. 1.16
Диаметр резьбы d	6		8		10		12		16		20		24		30		36		42		48
Длина болта l	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2	l1	l2
20	—	8	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
25	19,5	13	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
30	24,5	18	24,5	15	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
35	29,5	23	29,5	20	29,5	17	—	13	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
40	34,5	25	34,5	22	34,5	20	33	18	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
45	39,5	30	39,5	27	39,5	25	38	23	—	17	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
50	44,5	35	44,5	32	44,5	30	45	28	41	22	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
55	49,5	40	49,5	37	49,5	35	48	33	46	27	—	23	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
60	54,5	45	54,5	42	54,5	40	53	38	51	32	50	28	—	22	—	—	—	—	—	—	—	—
65	59,5	50	59,5	47	59,5	45	58	43	56	37	55	33	—	27	—	—	—	—	—	—	—	—
70	64,5	55	64,5	52	64,5	50	63	48	61	42	60	38	59	32	—	—	—	—	—	—	—	—
75	69,5	60	69,5	57	69,5	55	68	53	66	47	65	43	64	37	—	25	—	—	—	—	—	—
80	—	—	74,5	62	74,5	60	73	58	71	52	70	48	69	42	—	30	—	—	—	—	—	—
90	—	—	—	—	84,5	70	83	68	81	62	80	58	79	52	76	40	—	35	—	—	—	—
100	—	—	—	—	94,5	80	93	78	91	72	90	68	89	62	86	50	84	45	—	—	—	—
110	—	—	—	—	104,5	85	103	82	101	78	100	72	99	65	96	60	94	55	91	45	—	—
120	—				114,5	95	113	92	111	88	110	82	109	75	106	70	104	65	101	55	100	50
130	—	—	—	—	—	—	123	102	121	98	120	92	119	85	116	80	114	75	111	65	110	60