2.2 Резьбовые соединения с болтами,
устанавливаемыми в отверстиях без зазора
Резьбовые соединения с болтами, устанавливаемыми в отверстиях соединяемых деталей без зазора, могут быть нагружены силами и моментом в плоскости стыка. При расчёте прочности соединения не учитывают силы трения в стыке и не определяют силу затяжки болтов. Выполняя расчёт, прежде всего из условия равновесия, определяют силу, сдвигающую наиболее нагруженный болт. Затем записывают условие прочности на срез наиболее нагруженного болта соединения. В проектном расчёте из условия прочности болта получают выражение для определения одного из неизвестных значений: требуемого диаметра стержня болта или допускаемого напряжения на срез стержня болта. В случае двух неизвестных в условии прочности болта предварительно задаются одним из них с последующей оценкой правильности выбора.
Прочность болта обусловливается диаметром стержня и классом прочности.
Таблица2.2
Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности А
Для отверстий из-под развёртки (из ГОСТа 7817-80)
Исполнение 2
D1
= (0,9…0,95)S
H ≈ 0,6 dc
Размеры, мм
Резьба, d |
М6 |
М8 |
М10 |
М12 |
М16 |
М20 |
М24 |
|||
dc |
7 |
9 |
11 |
13 |
17 |
21 |
25 |
|||
ℓmin |
18 |
38 |
28 |
38 |
38 |
38 |
32 |
45 |
55 |
60 |
ℓmax |
35 |
60 |
35 |
62 |
35 |
105 |
105 |
105 |
105 |
105 |
ℓ0 |
12 |
15 |
15 |
18 |
18 |
20 |
22 |
28 |
32 |
38 |
W |
1 |
1,6 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|||
f |
0,15 |
0,15 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
|||
d2 |
4 |
5,5 |
7 |
8,5 |
12 |
15 |
18 |
|||
z2 |
1,2 |
2 |
2,5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
S |
10 |
12 |
14 |
17 |
22 |
27 |
32 |
|||
D не менее |
11 |
13,2 |
15,5 |
18,9 |
24,5 |
30,1 |
35,8 |
|||
Примечания: 1. Длина ℓ болтов по ГОСТу 7798-70 [4].
2. Пример условного обозначения болта исполнения 2, с резьбой М12, длиной ℓ =35 мм, класса прочности 5.8:
Болт 2М12 х 35,58 ГОСТ 7817-80
Предел текучести материала, используемый при выборе допускаемых напряжений для расчёта стержня болтов на срез [1, с.302; 2, с. 110; 3, с. 96], берут в зависимости от класса прочности болтов (см. табл. 2.1). Размеры болтов выбирают по требуемому диаметру стержня dc из табл.2.2. Длину болта ℓ определяют по месту соединения, обеспечивая запас резьбы не менее 2Р.
При соединении тонкостенных деталей необходим дополнительный расчёт на смятие стержня болта и стенок отверстий деталей, аналогичный расчёту заклёпочных соединений [1, с.289; 2, с. 76; 3, с. 76]. Допустимые напряжения смятия определяют по более слабому материалу болта или детали, обычно [σсм] = 0,8 σТ для стали и [σсм] = (0,4 ÷ 0,5) σВ для чугуна.