Расчет болтов, нагруженных эксцентричной нагрузкой

Эксцентричное нагружение болтов возникает при наличии костыльной головки или непараллельности опорных поверхностей деталей и гайки.

Рассмотрим два случая:

1. Поставлен болт с костыльной головкой. В винтах с эксцентричной (костыльной) головкой под действием силы F _зат возникают напряжения растяжения s_р и s_и (рис. 18.6).

Суммарное напряжение в наиболее опасной точке

.

Коэффициент 1,3 учитывает напряжения кручения стержня болта от момента трения в резьбе Т_р.

.

Из формулы следует, что с увеличением эксцентриситета е напряжение в болте будет возрастать. При эксцентричном приложении нагрузки суммарные напряжения в болте могут во много раз превышать напряжения растяжения. Например, при эксцентриситете e =0,5 d_p суммарные напряжения s_S =5,3 s_p.

В связи с этим следует избегать применения болтов с эксцентричными головками.

2.Опорные поверхности под гайку и головку болта непараллельны (рис. 18.7).

За напряженное состояние винта в первом приближении принимают чистый изгиб, т.к. изгибные напряжения во много раз превышают напряжения растяжения. По заданному углу наклона упругой линии определяем изгибающий момент на винте

,

где l – деформируемая длина винта; Е –модуль упругости материала винта; – момент инерции сечения стержня винта.

Напряжения изгиба в винте (рис 18.7) или

.

Напряжения изгиба в резьбовой части или

Для уменьшения напряжений изгиба повышают точность изготовления (вводят допуски на перекосы опорных поверхностей, на биение торца) или применяют специальные конструкции – сферические или косые шайбы.