Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Расчет шпоночного соединения

Болт, установленный в отверстие с зазором (рис. 8), нагружен поперечной силой.

Рис. 8

В этом случае болт затягивается такой силой затяжки F3, чтобы возникающая при этом сила трения Fƒ на поверхности стыка соединяемых деталей была не меньше внешней сдвигающей поперечной силы F. В результате этого болт работает на растяжение от силы F3. Необходимую силу затяжки болта определяют из условия

ƒƒ=0,15…0,2

Проектный расчет болта в этом случае производят с учетом 20%-ного запаса от сдвига деталей и с учетом крутящего момента при затяжке болта см. формулу

Для уменьшения диаметра болта, установленного в отверстии с зазором и нагруженного поперечной силой, применяют различные устройства, разгружающие болт от восприятия поперечных сил, например разгрузочную втулку (рис. 9), шпонку (рис. 10), штифт и т. д. При использовании разгрузочного устройства диаметр болта обычно принимают конструктивно.

Рис. 9

Рис. 10

Характеристика шпоночных соединений

Шпонка представляет собой продолговатую деталь, которая вставляется в паз, вырезанный в валу. Они имеют в разрезе разную форму и делятся:

  • призматические;
  • круглые;
  • сегментные;
  • тангенциальные;
  • клиновые.

По исполнению различают ненапряженные и напряженные соединения.

Призматические шпонки устанавливаются с легким натягом. Аналогично собирают сегментное соединение. Происходит центрирование без монтажных напряжений. Такие соединения относят к ненапряженным.

Ступица имеет сквозную выборку по отверстию и надевается на выступающую из вала шпонку.

Прочность шпоночного соединения рассчитывают:

  • на срез;
  • на смятие.

Обычно расчет ведется на смятие шпонки, поскольку разрушение начнется с него. Срез шпонки возможен только в случаях, когда напряжение сконцентрировано по линии соприкосновения вала и ступицы при неправильной подгонке шпонок. Если сечение детали значительно меньше ее высоты, он может срезаться. Это используют, когда нужен предохранительный механизм от перегрузок. Менять детали зубчатого зацепления дорого и долго, проще переставить шпонку.

Выбор шпонки для расчета осуществляется по диаметру вала подбором соответствующих ему соединительных деталей. Длина вычисляется по нагрузке, чтобы она ее выдержала. Все детали имеют стандартные размеры, и выбираются по таблице округлением до большей, чем расчетная деталь.

На смятие расчет делается по формуле:

[Mкр max] = 0,5DKLδсм

Где: Mкр max – максимальный крутящий момент, допустимый на валу;

D – диаметр вала, соответственно 0,5 d его радиус;

K – высота выступающей из паза вала части шпонки ;

L – длина;

δсм – допускаемое напряжение при смятии.

Откуда расчетный размер длины шпонки высчитывается по формуле:

L = Mкр/0,5DKδсм

Где Mкр – крутящий момент вала.

Подбор детали нужного размера делается по таблице нормализованных длин для шпонок. Значение округляется до ближайшего размера. Например, в результате расчета получили расчетную длину 16,6. 16 мм будет мало, следующее значение 18 мм подходит.

Проверка правильности расчета делается на срез, по формуле:

[Mкр max] = 0,5(D+K)bL[τср

Где: τср – допустимое значение на срез.

Минимальная расчетная длина детали на срез проверяется по формуле:

L = Mкр/0,5(D+K)b[τср ]

Расчетная длина по второй формуле должна быть больше. Сравнением 2 чисел определяется нагруженность соединения.

При больших нагрузках ступица может оказаться короче расчетной длины шпонки. В этом случае устанавливается 2 детали. Надо учитывать погрешность изготовления деталей и неравномерно распределенную нагрузку. Расчетный коэффициент нагрузки при 2 соединениях 0,75.

Пазы делаются под углом 180° и располагаются напротив. Для упрощения технологии обработки, рекомендуется на разных диаметрах одного вала фрезеровать одинаковые пазы. Операция проводится с одной установки и инструмент не выходит из оси.

Шпонки призматические ГОСТ 23360-78

Диаметр вала d Сечение шпонки bхhГлубина паза K=h-t
Вала tВтулки t1
Св. 6 до 82×21.2 1.0 0.8
8 — 10 3×3 1.8 1.4 1.2
10 — 12 12 — 17 17 — 224×4 5×5 6×6 2.5 3.0 3.51.8 2.3 2.8 1.5 2.0 2.5
22 — 30 30 — 38 7×7 8×74.0 5.03.3 3.33.7 3.7
10×8 5.0 3.3 3.0
Св. 38 до 44 44 — 50 50 — 58 58 — 6512×85.03.33.0
14×9 5.5 3.83.5
16×106.0 4.34.0
18×117.0 4.44.0
Св. 65 до 7520×12 7.5 4.94.5
75 — 8522×14 9.0 5.45.0
85 — 9524×14 25×14 9.05.45.0
95-110 28×1610.06.46
110 — 130 130 — 150 150 — 170 170 — 200 200 — 23032×18 36×20 40×22 45×25 50×2811.0 12.0 13.0 15.0 17.07.4 8.4 9.4 10.4 11.47.0 8.0 9.0 10.0 11.0
230 — 260 260 — 29056×32 63×3220.0 20.0 12.4 12.412.0 12.0
290 — 330 330 — 38070×35 80×40 22.0 25.011.4 15.4 13.0 15.0
280 — 440 440 — 50090×45 100×5028.0 31.0 17.4 19.5 17.0 19.0

Расчет сегментных шпонок.

Призматические шпонки рассчитывают на смятие, а в особо ответственных случаях проверяют на срез. При расчете принимают нагружение шпонки по длине равномерно. где — наибольший допускаемый крутящий момент, H м; Мкр — крутящий момент на валу, Н м; l — рабочая длина шпонки, мм; d — диаметр вала, мм; b и h — ширина и высота шпонки, мм; К — выступ шпонки от шпоночного паза, мм; — допускаемое напряжение на срез, МПа; — допускаемое напряжение на смятие, МПа;

В случае установки двух противоположно расположенных шпонок вводят поправочный коэффициент 0,75. В машиностроении принимают = (0,3 … 0,5) σт — для неподвижных соединений и = (0,1 … 0,2 )σт — для подвижных соединений, где σт — предел текучести материала шпонки.

ШПОНКИ ТОРЦОВЫЕ

Торцовая шпонка — это призматическая шпонка, поставленная в плоскость стыка, например, при фланцевом соединении концов двух валов.

Узкая грань шпонки подвергается смятию; продольное сечение шпонки, плоскость которого совпадает с плоскостью стыка валов, испытывает напряжение среза (сдвига).

Условие прочности на смятие:

Несколько итоговых замечаний:

1. Расчеты на срез можно не выполнять, так как смятие всегда наступит раньше для любых шпонок по ГОСТ23360-78 и ГОСТ10748-79.

2. Если одна шпонка не выдерживает нагрузки, то можно поставить две через 180˚ друг от друга. При этом нагрузочная способность соединения возрастет по данным разных авторов в 1,5…2,0 раза.

3. Значения допустимых напряжений смятия у разных авторов существенно разнятся:

При стальной ступице и спокойной нагрузке    =100…150 МПа

При стальной ступице и колебаниях нагрузки =75…120 Мпа

При стальной ступице и ударной нагрузке       =50…90 Мпа

При чугунной ступице и спокойной нагрузке    =50…75 Мпа

При чугунной ступице и колебаниях нагрузки =40…60 Мпа

Для неподвижных соединений =(0,3…0,5)*

Для подвижных соединений =(0,1…0,2)*

Для поверхности с твердостью меньше 240HB = 150 МПа

Для поверхности с твердостью 270…300HB = 250 МПа (???!!!..)

На практике для неподвижных соединений валов со стальными ступицами при колебаниях нагрузки и отсутствии сильных ударов я успешно применял в расчетах =90 Мпа. При этом твердость поверхностей шпонки, вала, и иногда ступицы задавал около 300 HB (28…32 HRC). Наверное, перестраховывался.

4. При разработке рабочего чертежа ступенчатого вала старайтесь расположить шпоночные пазы в одной плоскости и выполнить их одной ширины (даже вопреки рекомендациям ГОСТов). При соблюдении вышесказанного пазы на фрезерном станке будут сделаны за одну установку и без смены инструмента – за что технолог и фрезеровщик вам скажут спасибо!

5. Если внимательно посмотреть на расчетные формулы, то можно заметить, что площадь поверхности смятия и площадь поверхности среза считаются по некорректным формулам! Не учитываются фаски кромок и радиусы скруглений шпонки. Не правильно считается высота, а значит и площадь выступающей из вала боковой поверхности шпонки – не учитывается «спад» окружности. Однако все это не имеет существенного значения и влияния на результат из-за глобальной неопределенности, о которой мы говорили в пункте 3 итоговых замечаний…

Для получения информации о выходе новых статей и для скачивания рабочих файлов программпрошу вас на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Готов ответить на ваши вопросы и выслушать на статью, уважаемые читатели!!!

ПрошуУВАЖАЮЩИХтруд автора скачать файлПОСЛЕ ПОДПИСКИна анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-shponki (xls 39,0 KB).

Другие статьи автора блога

На главную

ИЗОБРАЖЕНИЕ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ

При построении резьбовых (в том числе и болтовых) соединений на чертежах винтовая резьба изображается условно. Этим достигается простота и скорость выполнения чертежей. Принятые условные изображения устанавливаются в соответствии с ГОСТ 2.315-68.

Наружная резьба болта по внешнему диаметру условно обозначается сплошной основной линией, по внутреннему диаметру – сплошной тонкой линией. На проекциях болта, образованных рассеканием его перпендикулярной оси плоскостью, внутренний диаметр обозначается тонкой линией, проведённой на три четверти окружности. Фаска при этом не изображается, только на продольном сечении болта. Расстояние между тонкой и основной линиями не должно быть больше шага резьбы, но и не должно быть меньше 0,8 миллиметра.

Внутренняя резьба на гайке изображается наоборот – основной линией по внутреннему диаметру.

Штриховка в сечениях и разрезах выполняется до сплошной основной линии. При нанесении на чертёж болтового соединения размеры болта, гайки и шайбы выполняются в соответствии с их стандартными размерами. То есть размеры стандартных крепёжных деталей устанавливаются по ГОСТу на них.

Расчет на прочность соединений с призматическими шпонками

Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений расчет на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не проводят. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми шпонками.

Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета.

В зависимости от диаметра вала d по табл. 6 выбирают размеры шпонки b х h, а ее длину принимают на 5-10 мм меньше длины ступицы, округляя до ближайшего большего значения по стандарту (некоторые стан­дартные значения l приведены в табл. 6). После подбора шпонки соеди­нение проверяют на смятие. Напряжения смятия опреде­ляют в предположении их равномерного распределения по поверхности контакта:

где Ft=2T/d — сила, передаваемая шпонкой; Асм площадь смятия (рис. 60); .

На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки.

Рис. 60. К расчету на прочность соединения с призматическими шпонками

Таблица 6.Размеры (мм) призматических шпонок

Примечание. Длины шпонок выбирают из ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160;180; 200.

(34)

где Т — передаваемый момент, Нмм; d — диаметр вала, мм; (ht1) — ра­бочая глубина паза, мм (см. табл. 6); lр — рабочая длина шпонки, мм (для шпонок с плоским торцом lр =l, со скругленными торцами lp = l-b; — допускаемое напряжение (для чугунных ступиц МПа, для стальных МПа).

Расчетную длину шпонки округляют до ближайшего большего размера (см. табл. 6). Длину ступицы lст принимают на 8. 10 мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5d, то шпоночное соединение целесообразно заменить на шлицевое или соединение с натягом.

В тех случаях, когда длина шпонки получается значительно больше длины ступицы детали, устанавливают две или три шпонки под уг­лом 180 или 120°. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка между всеми шпонками распределяется равномерно.

Формула проектировочного расчета для определения рабочей длины lрприз­матической шпонки (шпонки со скругленными концами):

.

Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез

(35)

где — расчетное напряжение на срез, МПа; b — ширина шпонки, мм; lр — рабочая длина шпонки, мм; — допускаемое напряжение на срез; для сталей с > 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокой­ной нагрузок (верхний предел) принимают МПа.

188.64.169.166 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Теоретическая база

Произвести расчет сварных соединений – это значит определить границы предельно допустимой нагрузки, исходя из технических свойств материала и самого шва. Для стыковых соединений нагрузки центрального сжатия и растяжения рассчитываются по формуле: N/tlw ≤ Rwyγc.

N – предельная нагрузка.

t – минимальная толщина заготовок.

lw – расчетная длина шва. Чтобы определить расчетную длину необходимо общую длину шва уменьшить на величину 2t.

γc – коэффициент условий работы. Параметр указан в отдельной таблице СНиП II-23-81.

Угловые швы испытывают продольные и поперечные нагрузки. Расчет производится на два среза, один из которых представляет собой сечение по металлу, а другой – по границе сплавления. В первом случае необходимо пользоваться формулой:

N/(βfkflw) ≤ Rwfγwfγc, где коэффициент βf берется равным 0,7, kf – катет углового шва, lw – расчетная длина, коэффициенты условий работы γ равны единице, кроме некоторых климатических районов, где он составляет 0,85. Более точные значения коэффициентов при различных параметрах катетов швов берутся из таблицы:

Вид сварки при диаметре сварочной проволоки d, ммПоложение шваКоэффициентЗначения коэффициентов βf и βz при катетах швов, мм
3-89-1214-1618 и более
Автоматическая при d = 3 — 5В лодочкуβf1,10,7
βz1,151
Нижнееβf1,10,90,7
βz1,151,051
Автоматическая и полуавтоматическая при d = 1,4 — 2В лодочкуβf0,90,80,7
βz1,051
Нижнее, горизонтальное, вертикальноеβf0,90,80,7
βz1,051
Ручная; полуавтоматическая проволокой сплошного сечения при d < 1,4 или порошковой проволокойВ лодочку нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочноеβf0,7
βz1

Угловые швы после расчета размеров должны свариваться электродами или проволокой. Расчетные сопротивления были приведены выше. Они касаются элементов из стали с высшей степенью текучести до 285 МПа. Значение Rwf  должно превышать значение Rwz. При ведении ручной дуговой сварки Rwf превышает Rwz в 1,1 раза. Однако этот показатель не должен быть более Rwzβz / βf. Для сталей с пределом текучести более 285 МПа справедливо следующее соотношение:

Rwz < Rwf ≤ Rwzβz / βf.

Группы климатических районов, влияющих на коэффициент работы, назначены в одной из таблиц приложения к СНиП.

К понятию расчета сварного шва относится также определение момента сил, действующих перпендикулярно плоскости шва. Для соединений, в которых присутствуют угловые швы, данный показатель также рассчитывается по двум сечениям.

В сечении по металлу:

В сечении по границе сплавления:

M – рассчитываемый момент;

Wf – момент силы сопротивления сечения по металлу;

Wz – момент силы сопротивления сечения по границе сплавления.

Момент сил, действующих в плоскости шва, определяется следующим образом:

по металлу шва.

по границе сплавления:

Jfx и Jfy – моменты инерции сечения по металлу, взятые относительно главных осей этого сечения;

Jzx и Jzy – моменты инерции по границе сплавления;

x и y – координаты точки шва, которая максимально удалена от его центра тяжести.

Можно рассчитать результирующее действие продольных и поперечных сил, а также момент этой результирующей. Если геометрическую сумму напряжений в сечении по металлу обозначить, как τf, а в сечении по границе – τz, то необходимые условия расчета будут выглядеть следующим образом:

τf ≤ Rwfγwfγc;

τz ≤ Rwzγwzγc.

Для сварных стыковых соединений определено соотношение, согласно которому оцениваются нормальные напряжения в сварном шве. Но так как эта формула приведена для распределения нагрузки на балку, то величины напряжений по плоскостям балки следует заменить на нормальные напряжения в зоне шва по взаимно перпендикулярным направлениям. Получится следующее выражение:

Осталось рассмотреть еще одно соединение – тавровое. В ситуации, когда разделка кромок подразумевает неполный провар, расчет продольной нагрузки производится следующим образом:

 

Формулы приведены соответственно для двух сечений. Величина h показывает глубину разделки кромок.

Выбор диаметра заклепок

От рационального выбора диаметра заклепок зависит компактность соединения, а также трудоемкость изготовления конструкций.

Практикой установлены следующие наиболее употребительные диаметры заклепок:

в наиболее распространенных конструкциях средней мощности20 — 23 мм
в тяжелых конструкциях26 — 29 мм

Обычно стремятся к тому, чтобы во всем сооружении был принят один диаметр заклепок. Только в тяжелых сооружениях при большой разнице в усилиях отдельных конструкций и соединений можно допустить два или три диаметра заклепок.

Заклепочные соединения осуществляются заклепками с нормальной полукруглой головкой при общей толщине пакета склепываемых элементов до 5d. В пакетах толщиной ot 5d до 7d следует применять заклепки с повышенной головкой и коническим стержнем (смотрите фигуру Типы заклепок). В случае пакетов еще большей толщины следует переходить на точеные болты.

4.2. Срезные соединения

4.2.1. При действии продольной
силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между
болтами следует принимать равномерным. При действии на соединение изгибающего
момента распределение усилий между болтами следует принимать пропорционально
расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта (при
треугольных эпюрах распределения усилий между болтами, рис. 2).

Рис. 2

4.2.2. Болты, работающие на срез от
одновременного действия продольной силы и изгибающего момента, необходимо
проверять на равнодействующее усилие.

4.2.3. Расчетное
усилие (кН), которое может бить воспринято одним болтом, следует определять по
формулам:

на срез —

Nbs = 0,1·Rbs·γb1·A·nb,(4)

на смятие —

Nbp
= 0,1·Rbp·γb1·γb2·γ(t)·ab,(5)

Обозначения, принятые в формулах (4, 5):

γb1
коэффициент условий работы, учитывающий не одновременность включения болтов в
работу, который следует принимать по табл. 4;

γb2
коэффициент условие работы, учитывающий расстояния вдоль усилия от края
элемента до центра ближайшего отверстия и между центрами отверстий, который
следует принимать по табл. 5;

A = nd2/4 — расчетная площадь, сечения стержня болта, см2;

nb — число
расчетных срезов одного болта;

γ(t) — коэффициент,
учитывающий толщину соединяемых элементов, определяемый

(6)

t — наименьшая суммарная толщина элементов, снимаемых в
одном направлении;

db
номинальный наружный диаметр стержня болта, см.

Таблица 4

характеристика соединения

Коэффициент условий
работы соединения γв1

Одноболтовое в расчетах на срез и
смятие

1,0

Многоболтовое в расчетах на срез
и смятие

0,9

Таблица 5

характеристика соединения

Коэффициент условий
работы соединения γв2

Одноболтовое и многоболтовое в
расчете на смятие:

при 1,5d
a < 3d

0,25 a/d+0,5

при a
3d

1,25

Примечание. Расстояние b должно быть больше расстояния a по
крайней мере на 0,5d. В противном
случае a = b-0,5d.

Расчетные усилия, которые
могут быть восприняты одним болтом многоболтового соединения на срез с одной плоскостью
среза, приведены в .

Расчетные усилия, которые могут быть
восприняты одним болтом М24 многоболтового соединения на смятие (при Rbp = 1,48·Run, а = 2d; b
= 2,5d), приведены в .

4.2.4. Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N (кН) следует определять по формуле

(7)

где Qb — меньшее из расчетный усилий для одного болта Nbs и Nbp, вычисленных согласно требованиям настоящих рекомендаций.

4.2.5. Возникающие при работе соединений
перемещения смятия каждого элемента и от действия нормативных нагрузок следует
определять:

а) при NbpNbs — по табл. 6.

Расчетное
сопротивление смятию Rbp, МПа

Перемещения
смятия каждого соединяемого элемента u, мм, от действия нормативных нагрузок при K=
Qрасч/Qнорм

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

0,94 Run

1,0

0,8

0,75

0,7

0,65

1,17 Run

1,75

1,4

1,1

0,9

0,75

1,48 Run

3,0

2,4

2,0

1,6

1,35

1,58 Run

3,5

2,8

2,3

1,9

1,6

Обозначения, принятые в табл.
6:

Qрасч. —
сила, действующая на соединение от расчетных нагрузок;

Qнорм. — то
же от нормативных нагрузок.

Примечание. При определении перемещений
смятия каждого соединяемого элемента для промежуточных значений K= Qрасч/Qнорм
допускается линейная интерполяция.

Допускается принимать величины
перемещений смятия каждого соединяемого элемента u, от действия нормативных нагрузок меньше приведенных
в табл. 6, при этом расчетные сопротивления одноболтовых соединений смятию
следует определять по формуле

Rbp = K·f·Run,(8)

где f
— коэффициент, равна

f = 1,08×u — при 0 < u
≤ 0,8 мм,(9)

f = 0,57+0,4×u-0,032×u2 — при 0,8 < u≤ 3,8 мм(10)

Коэффициент f в зависимости от перемещений смятия каждого соединения элемента u приведен в ;

б) при Nbs < Nbp— по формулам 9, 10 и по ; заменяя в формуле () Nbp
на Nbs.

4.2.6. Прочность элементов, ослабленных
отверстиями в срезных соединениях, следует проверять с учетом полного
ослабления сечений отверстиями.

Расчетные сопротивления сварных соединений

Для разных соединений, а также разных напряженных состояний определены формулы расчета сопротивлений. Они приведены в виде таблицы. Согласно данным из этой таблицы, Для стыковых сварных соединений при сжатии, растяжении и изгибе определены следующие формулы расчета сопротивлений.

Ручная сварка:

  • По пределу текучести – Rwy = Ry.
  • По временному сопротивлению – Rwu = Ru.

Полуавтоматическая сварка:

  • По пределу текучести – Rwy = 0,85 Ry.
  • При деформации сдвига – Rws = Rs.
  • Для угловых швов Rwf=0,55*(Rwunwm).

Здесь Rwy — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести, Ry — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести, Rwu — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу по временному сопротивлению, Ru — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению, Rws — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу, Rs — расчетное сопротивление стали сдвигу, Rwf — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва, Rwun — нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению.

Для швов, полученных в режиме ручной дуговой сварки, Rwun принимает значение временного сопротивления разрыва и определяется ГОСТом. Для автоматической и полуавтоматической сварки эти значения берутся из таблицы настоящего СНиП. Коэффициент надежности γwm равен 1,25 или 1,35, в зависимости от показателя Rwun.

Болт испытывает растяжение и кручение, обусловленные затяжкой.

Крутящий момент, возникающий в опасном поперечном сечении болта, равен моменту Т в резьбе, определяемому по формуле

Эквивалентное напряжение в болте, в опасном поперечном сечении которого возникают продольная сила, равная усилию F затяжки, и крутящий момент T, равный моменту в резьбе, определим по гипотезе энергии формоизменения:

σekvσpτk

Подставим в формулу значение крутящего момента из формулы

Принимая для стандартных стальных болтов с метрической резьбой ψ=2°30′, d2/d1=1,2 и f=0,15 чему соответствует ψ=8°40′, окончательно получим
σekv≈1,3σp

Следовательно, болт, работающий одновременно на растяжение и кручение, можно рассчитывать только на растяжение по допускаемому напряжению на растяжение, уменьшенному в 1,3 раза, или по расчетной силе, увеличенной по сравнению с силой, растягивающей болт, в 1,3 раза.

Таким образом, проектный расчет болта в этом случае рекомендуется производить по формуле

Аналогичное решение рекомендуется для болтов, нагруженных осевыми растягивающими силами и испытывающих кручение от подтягивания гаек под нагрузкой. Такое нагружение имеет место в винтовых стяжках (рис. 2).

Рис. 2
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации