Расчет резьбового соединения на прочность при осевом и поперечном статическом нагружении

Замечено, что выход из строя болтов, винтов, шпилек и т. п. обыч­но происходит вследствие разрыва (или вытяжки) их стержня (рис. 34) по резьбе или переходному сечению у головки. Вследствие разрушения или повреждений резьбы резьбовые изделия выбывают из строя реже.

Для обеспечения прочности резьбовых соединений для болта определя­ют диаметр d_s в его опасном сечении (в дальнейшем для краткости под словом «болт» будем подразумевать и другие резьбовые из­делия: винты, шпильки, стержни с резьбой и т. п.). Затем определяют его остальные размеры. Размеры болта, гайки, шайбы принимают в зависимо­сти от диаметра резьбы по соответствующим ГОСТам.

Расчет незатянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой.

Этот случай встречается редко. Примером служит нарезанный участок крюка для подвешивания груза. Опасным бывает сечение, ослабленное резьбой. На рис. 35 показан пример такого резьбового соединения. Стержень крюка работает только на растяжение. Резь­бовое соединение, рассматриваемое в данном случае, называют ненапряженным.

Проверочный расчет ненапряженного болтового соединения. Условие прочности на растяжение:

(9)

где и — соответственно расчетное и допускаемое напряжения растя­жения в поперечном сечении нарезанной части болта; F — растягивающая сила; d₁— внутренний диаметр резьбы болта.

Проектировочный расчет ненапряженного болтового соединения сво­дится к определению внутреннего диаметра резьбы d, из условия прочно­сти (9):

(10)

где — допускаемое напряжение на растяжение; — предел те­кучести материала болта; — допускаемый коэффициент за­паса прочности. Для болтов из углеродистой стали принимают . Большие значения коэффициента запаса принимают при невысокой точности определения величины нагрузки F или для конструкций повышенной ответственности.

49 Расчет групповых соединений

Расчет групповых резьбовых соединений

Под групповыми соединениями понимают такие соединения, в которых число винтов (болтов) г > 2. Встречаются два вида таких соединений: а) нагрузка действует в плоскости стыка соединяемых деталей (рис. 2.16); б) нагрузка действует в плоскости, перпендику­лярной плоскости стыка (рис. 2.19 и 2.24). Такие соединения нашли наибольшее использование в технике и строительстве.

Расчет групповых резьбовых соединений может выполняться как проектный, когда по заданным нагрузкам и принятым мате­риалам определяют основные размеры винтов (болтов), или как проверочный, когда при известных размерах и материалах опре­деляют прочность винтов(болтов).

Точные решения этих задач являются весьма сложными. На практике используют обычно приближенные способы расчетов, принимая ряд допущений.

2.8.1. Расчет резьбовых соединений, нагруженных силами и моментами, действующими в плоскости стыка

Расчет такого соединения рассмотрим на примере кронштей­на, закрепленного с помощью ζ винтов и нагруженного силой F (рис. 2.16, а). Болты в таком соединении могут быть установлены Ήΐΐηι с зазором (рис, 2.17, а), либо без зазора (рис. 2.17, б).

При расчете принимают следующие допущения:

а) деформации соединяемых деталей не учитываются, т.е. ■и-ниш предполагаются абсолютно жесткими;

б) возможный взаимный поворот соединяемых деталей при •систнии момента происходит относительно центра тяжести 11ПЧМ! О) сечений винтов (болтов);

и| внешние нагрузки передаются с одной детали на другую ι· it*.км,по через зоны, расположенные вокруг винтов;

ι) силы F_n от момента в винтах (болтах) соединения прямо "Ι расстояниям до них отточки О, т. е. С учетом перечисленных допущений расчетная схема имеет вид, изображенный на рис. 2.16, б. На схеме равнодействующая внешней нагрузки приложена в точке О и представлена в виде сил (F] и F₂) и момента Τ ~Ρ_λΙ.

Условия равновесия для соединения могут быть записаны в

виде

Выразив силы F_2T...F_n через F_lT с учетом 2.11, получим

Отсюда сила от момента, действующая на наиболее нагру­женные винты, расположенные на расстоянии η от точки О, равна

где — число винтов, расположенных на одинаковых расстоя­ниях /■ от точки О.

Поиск по сайту: