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:

гдеК= 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

Рисунок 5.1.17 - Болтовое соединение

Из условия нераскрытия стыка:

где K_зат — коэффициент запаса предварительной затяжки:

K_зат 1,2...5,2 — при постоянной нагрузке,

K_зат = 2,5...4 — при переменной нагрузке.

С учетом кручения при затяжке расчет ведется по формуле

Расчетный диаметр резьбы болта определяется по формуле

- (табл. 1.16).