Болтовое соединение ( болт с зазором, без зазора). Методика расчета

Условием надежности соединения является отсутствие сдвига деталей в стыке под действием силы F_d.

Соединение может быть выполнено в двух вариантах:

а) на болтах, установленных в отверстия деталей с зазором;

б) на болтах (по ГОСТ 7817-80), установленных в отверстия плотно, без зазора.

Болт с зазором:

Сила F_d уравновешивается силами трения на стыках, которые создаются предварительной затяжкой болтов F_зат1. В общем случае нагружения отрывающая сила F_z ослабляет силы трения и требует увеличения F_зат1. Сжимающая сила F_z увеличивает трение на стыке. Влияние отрывающих моментов М_х, М_y не учитывают, так как они не изменяют суммарной силы трения на стыке: происходит компенсация давления на стыке при его повороте относительно осей х и y. Например (рис.), насколько сила трения увеличится слева от точки О, настолько же она уменьшится справа.

Сила предварительной затяжки из условия отсутствия сдвига:

F^зат1 = K∙Fd / (if) ± (1 – χ)∙F_z / z,

где К = 1,25…1,5 – коэффициент запаса сцепления на сдвиг;

i – число плоскостей стыка (i = n – 1, где n – число деталей в соединении. Например, для двух деталей i = 1);

f – коэффициент трения материалов деталей в стыке: для пар сталь–сталь, сталь–чугун без смазки f = 0,15…0,2:

c – коэффициент основной нагрузки болта от осевой силы F_z.

Знак плюс в формуле – это если F_z отрывает стык, знак минус – сжимает стык.

Болт без зазора:

Для уменьшения диаметров болтов от F_d применяют болты без зазора (в случае отсутствия осевой нагрузки на них) или дополнительно к болтам с зазором устройства, разгружающие болты от F_d, например штифты, шпонки, замковые уступы, втулки, кольца, насечки поверхностей стыка и т.д.

Сила F_z воспринимается стержнем болта. Следовательно, затяжка соединению не требуется.

Стержень болта испытывает напряжения среза:

τ = 4F_d / (iπd_c²) ≤ [τ]cp

где i – число плоскостей среза (на рис. i = 2);

d_c – диаметр гладкой части стержня болта, мм

Допускаемые напряжения среза: [τ]cp = (0,2…0,3)∙σт.

На боковых поверхностях отверстия соединяемых деталей и стержня болта возникают напряжения смятия.

Дата добавления: 2015-07-14