Расчет резьбы на прочность

Расчет на прочность стержня призонного и обычного болта в болтовых соединениях, нагруженных поперечной силой

Рассмотрим подробно случай, когда болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке.

Условием надежности соединения является отсутствие сдвига деталей в стыке. Конструкция может быть выполнена в двух вариантах:

1. болт поставлен с зазором (обычный болт);
2. болт поставлен в отверстие без зазора (призонный болт).

Вариант 1. Болт поставлен с зазором

При этом внешнюю нагрузку уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются от затяжки болта

F_r≤F_тр=F_зат∙f

Обычно, во избежание случайного сдвига деталей, вводят коэффициент К запаса сцепления (значение К=1,2…2,0). Тогда требуемая сила затяжки

F_зат=k∙F_r/f,

где f-коэффициент трения в стыке.

Рисунок 9

Прочность болта оценивают по эквивалентному напряжению:

σ=1,3F_зат∙4/πd₁²≤[σ]

Для проектировочного расчета:

Вариант 2. Болт установлен без зазора

В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта выполняют с допуском, обеспечивающим беззазорную посадку. Такой болт рассчитывают на срез стержня:

τ_ср=4F_r/πd₀²≤[τ_ср];

Поперечная сила F_r вызывает также смятие на поверхностях контакта болтов со стенками отверстий.

Закон распределения напряжений смятия по цилиндрической поверхности контакта болта трудно установить точно. Поэтому эпюру действительного распределения напряжений заменяют условной с равномерным распределением напряжений по поверхности контакта.

Расчет на смятие призонных болтов ничем не отличается от расчета заклепочных соединений.