8.1.2 Розрахунок болтового з’єднання, навантаженого осьовою силою

Прикладом є болти, що служать для кріплення корпуса редуктора і кришки. У період затягування болт відчуває розтяг і кручення. На практиці розрахунок болта на сукупну дію розтягу і кручення заміняють розрахунком на розтяг, приймаючи для розрахунку не силу затягування , а збільшену з урахуванням кручення . Для метричних різьб .

Умова міцності затягнутого болта

, (8.3)

де – розрахунковий діаметр різьби

,

де – зовнішній діаметр різьби;

– крок різьби;

– поздовжня сила, рівна зусиллю затягування;

– допустиме напруження для болта, що визначається за формулою

, (8.4)

де – межа текучості матеріалу болта;

– необхідний коефіцієнт запасу міцності.

Таблиця 8.3 – Значення необхідного коефіцієнта запасу міцності при розрахунку болтів із неконтрольованим затягуванням [2]

Сталь	Постійне навантаження			Перемінне навантаження
	Діаметр різьби, мм			Діаметр різьби, мм
	Від 6 до 16	Від 16 до 30	Більше 30	Від 6 до 16	Від 16 до 30	Більше 30
Вуглецева	5 – 4	4 – 2,5	2,5 – 1,6	10 – 6,5	6,5	6,5 – 5
Легована	6,6 – 5	5 – 3,3	3,3	7,5 – 5	5	5 – 4

При контрольованому затягуванні (контроль можливо здійснювати динамо-метричними ключами) не залежить від діаметра різьби.

Для вуглецевих сталей .

Для легованих сталей .

Примітка: для силових з’єднань не припускаються болти діаметром мм.

Приклад. Визначити зусилля затягування болта М24. Матеріал болта – легована сталь 35Х. Різьбове з’єднання з контрольованим затягуванням. Схема приведена на рисунку 8.2

Рисунок 8.2 – Розрахункова схема

Розв’язуємо задачу в такій послідовності:

– приймаємо ;

– визначаємо

Н/мм²,

де – межа текучості (див. розд. 8.1);

– визначаємо розрахунковий діаметр різьби

мм;

– визначаємо зусилля затяжки

Н кН .

8.1.3 Розрахунок болтового з’єднання, навантаженого поперечною силою

Розрахункові схеми таких болтових з'єднань наведені на рисунку 2.8.

а б

Рисунок 8.3 – Розрахункові схеми болтових з’єднань, навантажених поперечною силою

8.1.3.1 Розрахунок болта, навантаженого поперечною силою при встановленні його з зазором (рис. 8.3, а)

Умова міцності

. (8.5)

Визначення i проводиться, як у розділі 8.1.

Силу затяжки , визначають за формулою

, (8.6)

де – поперечна зовнішня сила;

– коефіцієнт запасу по зсуву деталей, ;

– коефіцієнт тертя; для сталевних і чавунних поверхонь ;

– число стиків (на рис. 2.5, а );

– число болтів

8.1.3.2 Розрахунок болта, навантаженого поперечною силою з установкою його без зазору (рис. 8.3, б)

Таке з’єднання розраховують на зріз болта.

Умова міцності

, (8.7)

де – розрахункове напруження зрізу болта;

– поперечна сила;

– діаметр стержня у небезпечному перетині;

– число площин зрізу (на рис. 2.5,б );

– допустиме напруження зрізу для матеріалу болта

,

де – межа текучості.

Приклад. Сталеві смуги, розтягнуті силою кН (рис. 8.3, а) кріпляться за допомогою двох болтів зі сталі Ст20. Навантаження постійне. Визначити діаметр болтів.

Для болтового з’єднання з неконтрольованою затяжкою приймаємо за таблицею 8.3 у припущенні, що зовнішній діаметр різьби буде в інтервалі 16-30 мм.

Н/мм² .

Тоді

Н/мм².

Приймаємо коефіцієнт запасу по зсуву листів і коефіцієнт тертя /

Визначаємо необхідну силу затяжки

кН.

З умови міцності знаходимо

мм.

За таблицею 8.4 приймаємо різьбу М16 із кроком мм, для якої

мм.