Расчет на прочность стержня винта ненапряженного соединения при действии внешней растягивающей силы

Расчет на прочность резьбы и стержня винта при нагружении резьбового соединения осевой растягивающей силе.

Примером служат болты для крепления ненагруженных герметич. крышек и люков корпусов машин. В этом случае стержень болта растягивается осевой силой Fзат, возникающей от затяжки болта, и закручивается моментом сил в резьбе Тр. Напряжение растяжения от силыFзат: σ =Fзат/[(π /4)d21], напряж. кручения от момента Тр: τ =Тр/Wр=0, 5Fзатd2tg(ψ +φ)/0, 2d31.Fзат=Аσ см, А - площадь стыка деталей, приходящаяся на 1 болт. Прочность болта опр. по эквив. напр. σ экв=√ [σ 2+3τ 2]≈ 1, 3σ., чности.Прочность болта: σ экв=1, 3Fзат/[(π /4)d21]≤ [σ ].

Расчет на прочность стержня винта (болта) при различных случаях нагружения;

Стержень винта нагружен только внешней растягивающей силой

Примером служит резьбовой конец крюка для подвешивания груза /рис. 12/. Опасным является сечение, ослабленное нарезкой. Расчет проводят на растяжение, принимая за опасное сечение по внутреннему диаметру резьбы.

Условие прочности

Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует

Примером служат болты для крепления ненагруженных герметичных крышек люков корпусов машин /рис. 13/. В этом случае стержень болта растягивается осевой силой Fзат., возникающей при затяжке болта, и закручивается моментом сил в резьбе ТР.

где d2 - средний диаметр резьбы,
ψ - угол подъема резьбы,
φ = arctgfтр - угол трения в резьбе.

Напряжение растяжения от силы Fзат.

Напряжения кручения от момента ТР

Прочность болта определяется по эквивалентному напряжению

Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке

В этом случае конструкция может быть выполнена в двух вариантах. Если болт поставлен с зазором /рис. 14/, то внешнюю нагрузку уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются в результате затяжки болта

где i - число плоскостей стыка деталей /на рис. 14 плоскостей стыка две/;
f - коэффициент трения в стыке,
f = 0, 15...0, 2;
к - коэффициент запаса,
к = 1, 3...1, 5 при статической нагрузке,
к = 1, 8...2, 0 при переменной нагрузке.

Если болт поставлен без зазора /рис. 15/, то при расчете на прочность не учитывают силы трения в стыке, так как затяжка болта необязательна.

Стержень болта рассчитывают по напряжениям среза и смятия. Условие прочности по напряжениям среза

где i - число плоскостей среза /на рис. 15 таких плоскостей две/.
Условие прочности по напряжениям смятия

В литературе приводятся и другие случаи нагружения болтов, в том числе расчет групповых резьбовых соединений.