страница - 11
напряжение среза болта: [тср]= (0,2...0,3)ат; ат — предел текучести материала болта; i — число плоскостей среза: i=2 (рис. 3.17, а); di — диаметр ненарезанной части болта.
Условие прочности поверхностных слоев в зоне контакта соединяемых деталей и ненарезанной части болта
0"см = ft/(dl6min) [аСМ],(3.6)
где Gcm — расчетное напряжение смятия; 6mm — наименьшая толщина соединяемых деталей, находящихся в контакте с болтом; [осм] — наименьшее допускаемое напряжение смятия (детали или болта): для углеродистой стали [стСм]= (0,8...1)ат, легированной — [асм]= (0,6...0,8) ат, чугуна — [асм]= (0,6...0,8)ав.
В ответственных соединениях (рис. 3.17, б) вместо цилиндрических применяют конические болты (ГОСТ 15163—78), где посадочный натяг создается затяжкой гайки. Расчет болта ведется по формулам (3.5) и (3.6), где вместо диаметра стержня болта подставляют значение среднего диаметра срезаемых сечений болта.
Случай 5 (рис. 3.18). Затянутый болт нагружен осевой силой. В таких соединениях предварительная затяжка болтов должна обеспечить герметичность соединения после приложения внешней осевой силы. Диаметр и число болтов в соединении обычно выбирают исходя из размеров и конструкции соединения. Задачей расчета является определение усилия предварительной затяжки болта, обеспечивающего заданную силу остаточной затяжки,
Рис. 3.18. К расчету болта (болт затянут и нагружен силой, действующей по его оси)
и проверка прочности болта. Состояние болта и соединяемых деталей после предварительной затяжки и приложения внешней нагрузки определяется по диаграмме (рис. 3.19).
Для того чтобы стык не был раскрыт, сила предварительной затяжки должна быть больше минимальной, при которой сила остаточной затяжки стыка Fc=0:
/7з=/Сз/7з mm,(3.7)
где Кз — коэффициент запаса затяжки, противодействующей раскрытию стыка: при постоянной внешней осевой силе /С3= 1,3...1,5, при переменной внешней осевой силе /С3=2...4;
F3mm=(l-%)Fat(3.8)
Fa — внешняя осевая сила, действующая на болт; х — коэффициент основной нагрузки, зависящей от коэффициентов податливости болта Кб и стягиваемых болтом деталей, образующих стык, Яс:
(3.9)
2 Зак. 1881
33
Дерорпации
Рис. 3.19. Диаграмма состояния болта и соединяемых деталей (стыка):
F3— сила предварительной затяжки; F3mn— минимальная сила предварительной затяжки, когда с=0; Хс— составляющая внешней силы, действующей на болт; Fa—внешняя сила; FQ—остаточная сила затяжки стыка, действующая после приложения внешней нагрузки; Fg—сила, действующая на болт; A/g — удлинение болта от предварительной затяжки; AZgmin—-удлинение болта, соответствующее минимальному усилию затяжки; А/с— деформация сжатия стыка от силы предварительной затяжки; А/давл— удлинение болта и уменьшение деформации сжатия стыка при действии внешней силы
Для болта постоянного сечения
Яб = /б/(£бб),
где /б — длина растягиваемой части болта: /б= (hl + h2 + ... + hn + + 0,3d); Еб — модуль упругости материала болта; Лб — площадь поперечного сечения болта.
Для болта переменного сечения
*-чг2тг<310)
где hi и Лбг — соответственно длина и площадь поперечного сечения 1-го участка болта; п — число участков.
Коэффициент податливости стыка определяется по равенству
*.с = -- + — + ... + —,(з.и)
F AF AF А
с1лв1 х:2/1в2сплвп
где hhhn — толщина соединяемых деталей; Лвь ЛВ2,.... А*п —
площадь сечений эквивалентных втулок; £ь Е2у Еп — модуль упругости материалов соединяемых деталей (рис. 3.20). Площадь сечения эквивалентной втулки
Лв = JL [(1 $d + 0,2/i)2 - 41,(3.12)
4
где d — наружный диаметр резьбы болта; d0 — диаметр отверстия под болт.
Проверка прочности болта выполняется по результирующей осевой силе F от силы предварительной затяжки г9 и внешней силы Fa (см. рис. 3.19):
f6 = /r3 + X<»-
Проверку можно вести, пользуясь данными табл. 3.4, в которой приведены допускаемые осевые нагрузки [Fa]3 для затянутых болтов при неконтролируемой затяжке:
6
Рис. 3.20. К определению коэффициентов податливости стыка: а — стык образован одной деталью и плитой; б — двумя деталями
Проверка по условию прочности болта: болт затягивают только предварительно:
о =
jtdf/4
болт дотягивают после приложения внешней нагрузки:
l,3[/C3(l-x) Fa + xFg) х„ ,
о =
(3.13)
В ориентировочных расчетах при х=0>25 и /Сз=1,4 в соединениях стальных или чугунных деталей результирующая нагрузка на болт Fq— 1,3/v
Если проверка дала отрицательный результат, следует увеличить число болтов в соединении или их диаметр.
Случай 6 (рис. 3.21). Болт с несимметричной головкой затянут и нагружен внешней осевой силой или только усилием затяжки.
Такие болты применяют в тех случаях, когда нет места для установки болта со стандартной головкой. Обычно диаметр болтов и их число выбирают исходя из размеров и конструкции соединяемых деталей. Расчетом проверяют прочность болта.
Из-за внецентренного приложения осевой силы в поперечном сечении болта возникают нормальные напряжения от растяжения и изгиба и касательные напряжения от кручения, вызванного силой затяжки.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134]