Прочность резьбовых деталей

А. Статическая прочность болта

- в момент затяжки болта:

- проверочный расчет;

; - проектный расчет;

- по максимальным напряжениям цикла (при эксплуатации):

; где

[s_t] = 1,3…1,6 – при контроле затяжки по удлинению болта;

[s_t] = 1,6…2,5 – при контроле затяжки по моменту на ключе;

[s_t] = 1,5…5,0 – при неконтролируемой затяжке (большие значения – при меньших диаметрах);

Б. Усталостная прочность болта

; где ;

σ_апред – предельная амплитуда;

= 2,5….4 - коэффициент запаса прочности при расчете на усталостную прочность.

Диаграмма предельных амплитуд

Эффективный коэффициент концентрации

для резьбы:

Масштабный фактор:

Резьба является источником повышенной концентрации напряжений. Для снижения ( на 20%) ее влияния рекомендуется увеличивать радиус скругления во впадинах резьбы от R_min = 0,108P до R_min = 0,114P (при R_мах = 0,18P);

2. НАГРУЗКА ПРИЛОЖЕНА ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО ОСИ БОЛТОВ

(параллельно стыку)

Кронштейн прикреплен к основанию болтами. Точка приложения нагрузки Q, девствующей под углом α, смещена относительно центра С расстояние L (в проекциях на оси – l_x и l_у.

От параллельного переноса вектора Q в центр стыка С, возникает вращающий момент Т = Q∙L. В результате этого на каждое БС будет действовать усилие F_Qi (параллельно вектору L), и усилие F_Тi (от момента Т), направленное перпендикулярно радиусам ρ_i (где i = 1,2,3,4 – для данного примера).

Допущения:

- усилие Q распределено равномерно между болтами;

- болты одинаковы;

- поворот детали происходит относительно центра С;

- детали жесткие;

-усилия от силы Q (F_Q1 ⁼ F_Q2 = F_Q3 = F_Q4);

Усилия от момента (общий случай): из условия равновесия кронштейна:

С учетом пропорциональности деформаций силам: F_Ti = c∙ρ_i,, или: F_T1 = c∙ρ₁;

F_T2 = c∙ρ₂;

.....

F_Tк = c∙ρ_к;

где Тогда Откуда

Максимальная сдвигающая нагрузка F_сдвi каждый болт определяется геометрическим суммированием составляющих F_Qi и F_Ti, например, по теореме косинусов:

;

Можно определять F_сдвi – графически;

Максимальная (расчетная) сдвигающая нагрузка определяется по наиболее нагруженному соединению: F_сдвмах = мах (F_сдвi);

Случай 1: Болты установлены без зазора.

При этом полагают, что силы трения условно сосредоточены в центре установочных отверстий и пропорциональны квадрату расстояния до центра поворота деталей;

При известных размерах соединение проверяется по расчетной нагрузке F_сдвi на срез и смятие; При проектном расчете определяется размер болта по напряжениям среза, с последующей проверкой на смятие (менее прочной детали).

Случай 2: Болты установлены с зазором

Из условия несдвигаемости деталей: Т_тр = F₀∙f∙z = К сц∙Т, определяется усилие предварительной затяжки: , по которому далее осуществляется проверочный расчет (если размеры болта известны), или проектный расчет по выбору размеров болта.

---

Дата добавления: 2015-07-19