Расчет одиночных болтов при постоянной нагрузке
Опасное сечение — сечение по резьбе; диаметр опасного сечения — внутренний диаметр резьбы (табл. П32 Приложения).
1. Расчет незатянутого болта при действии осевой силы. Стержень болта работает только на растяжение (рис. 16.3). Проектировочный расчет болта выполняют по формуле
где dp — минимальный расчетный диаметр болта; F — внешняя осевая сила.
2. Расчет затянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой. Для обеспечения плотности стыка и жесткости соединения болты (винты, шпильки) затягивают. В затянутом резьбовом соединении полная нагрузка на болт составляет
где F0 — сила предварительной затяжки; χ — коэффициент внешней нагрузки, учитывающий, какая часть внешней нагрузки при совместной деформации болта и деталей стыка приходится на болт; χ = 0,2...0,3 при соединении деталей без прокладки, χ = 0,4...0,5 при соединении деталей с упругой прокладкой (резина, картон и др.).
Затянутый болт растянут и скручен за счет трения в резьбе и под головкой болта. Эквивалентное напряжение в стержне по гипотезе формоизменения
Для метрической резьбы
Расчет болта при совместном действии растяжения и кручения сводится к расчету на растяжение по увеличенной растягивающей силе.
3. Расчет болтов для крепления крышек цилиндров, находящихся после затяжки под давлением (рис. 16.4). Используя формулу для определения полной нагрузки на болт, можно записать окончательную расчетную формулу с учетом кручения:
где F0 — сила предварительной затяжки болта, рассчитывается из условия нераскрытия стыка; F — часть внешней силы в расчете на один болт, z — число болтов.
Расчетный диаметр болта определяют по формуле
где [σр] = σт/[s]; σт — предел текучести материала; [s] — коэффициент запаса прочности, зависящий от условий работы, материала и диаметра резьбы.
В начале расчета величина [s] задается ориентировочно, после расчета уточняется.
1. Расчет болта под действием поперечной силы, болт установлен без зазора (рис. 16.5, а). Болт установлен в отверстие из-под развертки, работает на срез и смятие.
 |
Условие прочности на срез:
Проверочный расчет на смятие:
2. Расчет болта под действием поперечной силы, болт установлен в отверстие с зазором (рис. 16.5, б).
Необходимая затяжка создает силу трения, препятствующую сдвигу деталей под действием внешней силы. Затянутый болт работает на растяжение и скручен за счет трения в резьбе.
Потребная затяжка
где i — число плоскостей трения; К — коэффициент запаса сцепления, К = 1,3...1,5.
На рис. 16.5, б число плоскостей трения i = 2.
Влияние скручивания болта при затяжке учитывают, увеличивая расчетную нагрузку на 30 %:
3. Формулы для проверочного расчета болтов:
болт растянут и скручен:
болт работает на сдвиг:
