Материал: Механика. Учебное пособие. Рукин Ю.Б., Нилов В.А

lmax li max .

Таким образом, расчетная нагрузка:

Fp 1,3F3 (FM FN ) ,

где = 0,2...0,3 (детали стыка считают жесткими).

Затем определяют внутренний диаметр болта di , а по

таблицам стандарта находят соответствующую резьбу.

Расчет болтов при действии переменной нагрузки. Пример подобного соединения – болты нижнего подшипника шатуна двигателя внутреннего сгорания (рис. 12.8), которые должны надежно удерживать головку шатуна. Болт в соединениях подобного типа рассчитывают по пределу выносливости.

Рис. 12.8 Болта подшипника шатуна:

1 – шатун; 2 – прокладка; 3 – головка шатуна; 4 – болт

Диаграмма изменения сил и напряжений в болтах затянутого соединения с переменной внешней нагрузкой, изменяющейся от 0 до F , приведена на рис. 12.9.

159

штабный фактор; n – коэффициент качества поверхности (при

рактеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений; m – среднее напряжение цикла ( рис. 12.9).

Коэффициенты определяют по таблицам. Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений k для метрической резьбы можно брать в следующих пределах: для

4,5... 6,0. Большие значения k принимают для болтов из более прочных материалов и болтов, термически обработанных до нарезания резьбы. Для накатанных резьб k уменьшают на 20– 30%. При использовании гаек, выравнивающих нагрузку по виткам резьбы, k уменьшают на 30 – 40%.

руемой затяжке. Среднее напряжение цикла и амплитуда переменных напряжений:

m (F3 F / 2) / Aб ; a F /(2 Aб ) , 161

здесь Aá – площадь поперечного сечения болта.

Изменение напряжений в стержне болта при действии переменных напряжений показано на рис. 11,б. Кроме коэффициента запаса nR при действии переменных напряжений опре-

деляют коэффициент n запаса статической прочности материала по пределу текучести и сравнивают его с допускаемым значением:

11,6); [n] – допускаемый коэффициент запаса по пределу текучести (при неконтролируемой затяжке определяют по табличным данным, при контролируемой затяжке [n] = 1,2...1,5). При n [n] и n > [n] болт удовлетворяет условию прочности при

действии переменных напряжений.

Общие и теоретические вопросы рассмотрены в [1, гл. 8; 2, гл. 10; 3, гл. 5; 4, гл. 8; 5, гл. 3]. Примеры расчетов резьбовых соединений имеются в [3, §29; 5, гл.3, 14, гл. 5]. Некоторые наиболее характерные резьбовые соединения рассмотрены ниже.

Пример 8

Рассчитать болты дисковой муфты (рис. 12.10). Пе-

D = 240 мм. Материал полумуфт и болтов – сталь Ст. 3, число болтов z = 4 . Затяжка болтов неконтролируемая. Действующие нагрузки считать статическими. Расчет болтов выполнить для двух случаев установки в отверстия: с зазором и без зазора.

Решение

Вращающий момент, передаваемый муфтой

Окружная сила, воспринимаемая одним болтом

Рис. 12.10 Схема к расчету болтов дисковой муфты

а) – расчет болтов, установленных в отверстия с зазором

По табл.4 [1] для стали Ст. 3 выбираем [σ]Т = 220 МПа. По табл.12 [3] выбираем коэффициент запаса прочности при неконтролируемой затяжке n = 2,5.

Определяем допускаемые напряжения на растяжение, срез и смятие [1,§37]

Эквивалентное напряжение с учетом скручивания болта при затяжке

163