Болт поставлений без зазору в отвір з-під розгортки
Сили, перпендикулярні до осі болта, викликають зріз. Умова міцності болта
де τср - розрахункове напруження на зріз, Н / мм 2;
τср - (0,2 - 0,3) σt -Допускається напруга на зріз;
σt - межа плинності матеріалу болта, Н / мм 2
Q - сила, що діє на з'єднання, Н;
i - число площин зрізу (на малюнку i = 1);
d б - діаметр ненарезанной частини болта, мм.
Поверхні контакту деталей, що з'єднуються і ненарезанной частини болта перевіряють на зминання:
σсм - розрахункове напруження зминання, Н / мм 2;
δ min - найменша товщина деталей, що з'єднуються, що знаходяться в контакті з болтом мм;
[Σ] см - напруга, що допускається зминання, Н / мм 2:
для сталі вуглецевої [σ] см - (0,8 - 1,0) σ т;
для стали легованої [σ] см - (0,6 - 0,8) σ т
для чавуну [σ] см - (0,6 - 0,8) σ пчр
Розрахунок прецизійних (прізонние) болтів, які вставляють в конічні отвори
Болт, поставлений з зазором, сприймає навантаження, перпендикулярну до осі
Силу, з якою потрібно затягнути болт - її називають силою затяжки і визначають з умови, - щоб не було зсуву деталей, т. Е. Щоб сила тертя Т на стиках деталей, що з'єднуються була не меншою зрушує сили, зазвичай приймають з урахуванням запасу проти зсуву деталей T = 1,2Q.
Для болта в даному з'єднанні необхідна сила затягування
де Q - зсувна сила;
i - число стиків (i = 1);
f - коефіцієнт тертя для стику.
Для сухих оброблених стиків сталевих або чавунних деталей
f = 0,10 ... 0,15; то ж при наявності масляної плівки f = 0,06.
У стиках сталевих конструкцій:
при піскоструминної обробці стику f = 0,5;
при обробці полум'ям газового пальника f = 0,4;
при необроблених стиках (зі слідами окалини) f = 0,3;
при фарбуванні алюмінієвим порошком f = 015;
при фарбуванні антикорозійною фарбою f = 0,10;
при фарбуванні свинцевим суриком f = 0,06
За знайденою силі затяжки V розраховують болт на спільну дію розтягування і кручення. На практиці вплив кручення для стандартних метричних резьб враховують наближено, вводячи коефіцієнт 1,3. Тоді умова міцності
де F1 = πd 2 1/4 - площа поперечного перерізу по внутрішньому діаметру різьби, мм 2;
[Σ] p = σ т / [n] - допустиме напруження, Н / мм 2
σ т - межа плинності матеріалу болта, Н / мм 2;
[N] - необхідний коефіцієнт запасу:
при контрольованій затягуванні для болтів з вуглецевої сталі [n] = 1,6; для болтів з легованої сталі [n] = 2
при неконтрольованої затягуванні коефіцієнти запасу [n] приймають в залежності від діаметра різьби:
Значення [n] при номінальному діаметрі різьблення d, мм
уточнений розрахунок
При більш точних розрахунках визначають еквівалентне напруження
де, напруга розтягування в поперечному перерізі нарізаною частини болта
найбільше напруження кручення в поперечному перерізі нарізаною частини болта
момент в різьбі
d2 - середній діаметр різьби;
λ - кут підйому різьби;
ρ '- приведений кут тертя, який визначається зі співвідношення
f - коефіцієнт тертя
умовний коефіцієнт тертя між витками різьби з кутом профілю а чи інакше наведений коефіцієнт тертя.
Болти клеммовие (фрикционно - гвинтового) з'єднання
а - клема з розрізної маточиною; б - клема з рознімної маточиною
Ці болти також ставляться з зазором. Їх затягують так, щоб момент тертя М тр на стику валу і клеми був не менший крутного моменту М; зазвичай приймають з урахуванням запасу зчеплення М тр = 1,2 М
У загальному випадку клеми можуть бути навантажені одночасно осьовою силою Q і обертовим моментом М. Клема з розрізної маточиною менш зручна, ніж клема з рознімної маточиною. Останню можна встановлювати в будь-якій частині вала, не чіпаючи насаджених на вал деталей.
Необхідна сила затягування болтів клеммовие з'єднань залежить від прийнятого закону розподілу тисків на поверхні контакту маточини клеми і вала. Найбільш несприятливою є посадка клеми з великим зазором, коли контакт полуступіц з валом відбувається по лініях; при затягуванні болтів лінійний контакт переходить в контакт з вузькою майданчику. При невеликих зазорах, що відповідає в незатянутой стані посадкам h6 або g6, після затягування закон розподілу тисків виявляється близьким до косинусоидальной. Наявність натягу в незатянутой з'єднанні, що відповідає посадкам r6 або n6, забезпечує після затяжки приблизно рівномірний розподіл тисків
Розглядається загальний випадок дії осьової сили Q і крутного моменту М. Розрахунок ведуть або по рівнодіючої осьової і окружний сил, наведеної до поверхні контакту
або окремо по моменту М, який прагне повернути клему, і за силою Q, яка прагне зрушити клему по валу.
Необхідна сила V затяжки болта
Клема з розрізної маточиною і одним болтом (рис. А)