5.14.   Примеры расчета резьбовых соединений

Пример 1

Рассчитать винтовую стяжку (рис. 5.23) по следующим исходным данным: сила, действующая на стяжку,  Н; нагрузка – статическая; затяжка – неконтролируемая; материал винта – сталь 35.

Рис. 5.23. Винтовая стяжка

Решение:

1) Принимаем по табл. 5.2 и 5.3 значение коэффициента запаса прочности  (предполагаемый диаметр винта  мм).

2) Для стали 35 по табл. 5.1 находим значение предела текучести  МПа [16].

3) Определяем допускаемое напряжение  при деформации растяжения по формуле (5.35):

 Мпа.

4) Определяем значение внутреннего диаметра резьбы () по формуле (5.11):

;           .

5) По найденному значению  по табл. 5.4 принимаем стандартный диаметр резьбы винта М24 [16].

Пример 2

Рассчитать болты фланцевой муфты (рис. 5.24) по следующим исходным данным: передаваемая муфтой мощность  кВт; частота вращения муфты  об/мин; диаметр окружности центров установки болтов  мм; число болтов ; коэффициент трения между полумуфтами ; нагрузка – постоянная; материал болтов – сталь 20. Расчет выполнить для двух вариантов постановки болтов в отверстия: с зазором и без зазора.

Решение:

1) Определяем крутящий момент (), передаваемый муфтой:

;

 Н·мм.

2) Определяем окружное усилие (), приходящееся на один болт:

Рис. 5.24. Фланцевая муфта

;          Н.

1) Проводим расчет прочности болта при постановке его в отверстия без зазора по формуле 5.13.

Для стали 20 по табл.


5.1 находим значение предела текучести материала болта:

 МПа.

Определяем допускаемое напряжение материала болта на срез (см. табл. 5.2):

.          Мпа.

Определяем диаметр стержня болта ():

;               мм.

По найденному значению  по табл. 5.4 принимаем стандартный диаметр резьбы болта М10 [16].

После определения диаметра стержня болта () проводим расчет болта на смятие. Определяем допускаемое напряжение смятия , МПа, (см. табл. 5.2):

;         .

Определяем требуемую высоту смятия , мм, по формуле (5.14):

;      .

2) Проводим расчет прочности болта при постановке его в отверстие с зазором. В данном случае внешняя поперечная нагрузка () должна быть уравновешена силами трения в стыке. Принимаем коэффициент запаса по сдвигу деталей при постоянной нагрузке . Определяем силу затяжки болта по формуле (5.16)

.      .

Принимаем по табл. 5.2 и 5.3 значение коэффициента запаса прочности . Определяем допускаемое напряжение  при деформации растяжения по формуле (5.35)

 Мпа.

Определяем значение внутреннего диаметра резьбы () по формуле (5.11)

.           мм.

По найденному значению  по табл. 5.4 принимаем стандартный диаметр резьбы болта М30 [16].