2. Резьбовые крепежные соединения, нагруженные поперечной силой
Резьбовые крепежные соединения, нагруженные поперечной силой, перпендикулярной оси болта, имеют две конструктивные разновидности:
a) болт, поставленный в отверстие с зазором (рис. 3, а) и затянутый так, чтобы сила трения, возникающая между поверхностями соприкасающихся деталей, обеспечила нормальную работу соединения без относительного смещения деталей.
Рис. 3. Резьбовые крепежные соединения, нагруженные поперечной силой
сила затяжки, где К = 1,2…1,5 – коэффициент запаса от взаимного сдвига деталей.
Такой болт работает на растяжение и кручение. Учитывая работу болта на кручение коэффициентом затяжки kзат = 1,3, получаем следующую расчетную зависимость:
где f – коэффициент трения между поверхностями соединяемых деталей.
Здесь расчетное напряжение обозначено σэкв, так как оно учитывает совместное влияние нормальных напряжений от растяжения болта и касательных напряжений, возникающих при его кручении. Отсюда следует, что
б) болт, поставленный в отверстие без зазора (рис. 3; б, в), диаметр которого определяют из расчетов на срез:
где S0 =πd0 2 /4 – площадь сечения стержня болта в том месте,
где он подвергается срезу; d0=d+(1…2) мм – диаметр ненарезанной части болта (рис. 3, б); d – номинальный диаметр резьбы болта; δmin – наименьшая толщина соединяемых деталей; n – число плоскостей среза (рис. 3; б, в); z – число болтов.
Пример. Чугунный, СЧ 15, σвр=153 МПа, корпус подшипника, нагруженный силой Q=16 кН, прикрепляется к станине четырьмя болтами (рис. 4), δ=18 мм. Подобрать болты из стали СтЗ (σт=225 МПа) для двух случаев: болты поставлены с зазором; болты поставлены без зазора в отверстия из-под развертки.
Болты, соединяющие корпус подшипника со станиной, в рассматриваемом случае нагружены поперечной силой.
Рис. 4. Чугунный корпус и параметры для вычислений
Для болтов, поставленных в отверстия с зазорами, вычисляем допускаемое напряжение при растяжении. Принимая для стали СтЗ σт = 225 МПа и [n] = 2, получаем:
Принимаем f = 0,14. Коэффициент запаса от сдвига стыка K = 1,2; тогда при z = 4 получаем:
Принимаем d = 27 мм при Р = 3 мм.
Для болтов, поставленных без зазора в отверстия из-под развертки, определяем диаметр d0 из расчета на срез.
Принимая среднее значение допускаемого напряжения на срез
Для расчета соединения на смятие для чугуна СЧ15 σвр = 153 МПа, и следовательно:
Из уравнения прочности на срез определяем диаметр стального болта:
Из уравнения прочности на смятие определяем диаметр стального болта:
Следовательно, можно принять d0=9 мм из расчета на срез; при этом номинальный диаметр резьбы болта d=8 мм (M8).
ли со статьей или есть что добавить?