Способы снижения концентрации нагрузки и напряжений

В резьбовых соединениях нагрузка между витками резьбы распределяется неравномерно. Первые витки резьбы, расположен­ные у опорной поверхности гайки, нагружены больше, чем последую­щие. Поэтому для увеличения прочности и выравнивания нагрузки между витками применяют следующие способы:

а) увеличивают диаметр резьбы нарезанной части гайки и стержня;

б) применяют гайки, работающие на растяжение (рис. 10, а), на растяжение-сжатие (рис. 10, б). Для получения большей равномернос­ти распределения нагрузки по виткам резьбы можно делать выборку на торце стержня (рис. 10, в), увеличивающую податливость верхних витков стержня;

в) используют коррекцию шага (шаг резьбы гайки делают на несколько микрометров больше шага резьбы стержня). По мере при­ложения нагрузки в результате растяжения стержня и сжатия гайки витки стержня последовательно садятся на витки гайки;

Рис. 10. Способы снижения концентрации нагрузки и напряжений.

г) выполняют резьбы в гайках с небольшой конусностью (рис. 10, г);

д) делают гайки с разгружающими выточками у нижних витков (рис. 10, д). При этом увеличивается податливость нижних витков и обеспечивается обжатие верхних витков силами, действующими на опорную поверхность гайки при затяжке.

Для снижения напряжений в витках болта рекомендуется вы­полнять впадины между витками с плавными галтелями. Для снижения уровня напряжений в резьбе выгодно увеличивать диаметр резьбы, а для повышения упругости и ударопрочности болта, а также для снижения массы одновременно уменьшать диаметр стержня до полу­чения одинаковой прочности резьбы и стержня. Прочность стержня винтов повышают плавными переходами у головки и у сбега резьбы (рис. 11). Радиус переходной поверхности у головки винта целесо­образно выбирать равным или большим 0.2 d, а на участке, примыка­ющем к цилиндрической части стержня, - 0.5 d.

Рис. 11. Винт с повышенной прочностью стержня.

Способы уменьшения напряжений изгиба

Напряжения изгиба, появляющиеся в резьбовом соединении при перекосе опорных поверхностей деталей, опорных поверхностей гайки и головки болта, а также из-за упругих деформаций соединя­емых деталей, складываются с напряжениями растяжения от пред­варительной затяжки. Возникает сложное напряженное состояние, прочность болта резко падает.

А б в г

Рис. 12. Способы уменьшения напряжений изгиба.

Для уменьшения напряжений изгиба повышают точность изго­товления деталей либо применяют специальные меры (рис. 12):

а) если опорная поверхность имеет конструктивный уклон, то обязательно применение косых либо сферических шайб (рис.12, а, б);

б) для предупреждения внецентренного нагружения плоские тор­цы нажимных и грузоподъемных винтов следует заменять сферически­ми (рис. 12, в);

г) при консольном нагружении, когда высокие нагрузи на участке заделки стержня вызывают изгиб стержня и смятие витков, целесообразно стержень снабжать цилиндрическим пояском (рис.12, г), плотно входящим е отверстие корпуса и тормозящего поперечные деформации и смешение стержня.