Добавить в избранное Сделать стартовой  
Регистрация Вход
Навигация
Кинематические передачи
Подшипники
Соединения
Пружины
Контактные задачи
Задачи на устойчивость
Подшипники
Шариковые подшипники
Роликовые подшипники
Упорные подшипники
Игольчатые подшипники
Материалы
Металлы чёрные
Металлы цветные
Припои и флюсы
Пластмассы
Покрытия лакокрасочные
Смазки
Сортамент
Справочник
Допускаемые напряжения




Расчет резьбовых соединений

Существуют три основных типа резьбовых соединений:
1. Основной расчетный случай. Соединение нагружено внешней продольной силой (рис. 1);
2. Соединение нагружено поперечной силой. Болт установлен в соединение без зазора или с небольшим натягом (рис. 2);
3. Соединение нагружено поперечной силой. Болт установлен в соединение с зазором (рис. 3);
Данная методика расчета предназначена для предварительного выбора размеров деталей и для проверки прочности неответственных соединений.

Основной расчетный случай.

1. Соединение нагружено внешней продольной силой (риc.1)

Основной расчетный случай
Рис. 1. Основной расчетный случай.


При основном расчетном случае болты работают только на растяжение. Расчет производят по внутреннему диаметру резьбы. Допускаемое напряжение находиться в зависимости от диаметра резьбы, вида нагружения и материала болта (табл. 1)

СтальПри постоянной нагрузке и
диаметре резьбы d, мм
При постоянной нагрузке и
диаметре резьбы d, мм
6-1616-306-1616-30
Углеродистая.....0,2 - 0,250,25 - 0,40,08 - 0,12 0,12
Легированная.....0,12 - 0,20,2 - 0,30,1 - 0,15 0,15

Табл.1 Отношение [σт] / σт для резьбовых соединений

Если в соединении применяеться уменьшенные или нестандартные гайки, то в этом случае необходимо проверять резьбу на срез.

Дополнительные расчетные случаи.

2. Соединение нагружено поперечной силой. Болт установлен в отверстие без зазора или небольшим натягом (рис.2)

Дополнительный расчетный случай 1
Рис. 2. Дополнительный расчетный случай. Болт установлен без зазора.


При данном нагружении болт работает на срез. Расчет производят на диаметр болта d. Если высота выступа h, значительно меньше диаметра болта d, то болт необходимо проверять на смятие. Допускаемое напряжение на срез обычно принимают [τ] ≈ (0.2 - 0.3) σ т.

3. Соединение нагружено поперечной силой. Болт установлен в отверстие с зазором (рис.3)

Дополнительный расчетный случай 2
Рис. 3. Дополнительный расчетный случай. Болт установлен с зазором.


Если болт поставлен в отверстие с зазором, то поперечная нагрузка должна восприниматься силами трения. Болт расчитывают на силу затяжки. Допускаемое напряжение обычно принимают p] ≈ 0.6 σ т.

Дополнительный расчетный случай 2
Рис. 4. Пример болтового соединения с двумя плоскостями трения.


Если резьбовое соединение должно выдерживать большие растягивающие и срезные нагрузки, то применяют специальные пояски, а так же конструктивные элементы в виде шпонок, втулок и других деталей, которые разгружают болты от срезывающих сил.

Механические свойства болтов.

Согласно ГОСТ 1759-70 механические свойства болтов, винтов, шпилек и гаек, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, а так же марки сталей должны соответствовать указанным в табл. 1,2. при жестких требованиях к жаропрочности, корозийной стойкости, габаритам и массе крепежных соединений для изготовления их используют специальные стали и сплавы.


Болты Применяемые гайки Временное сопротивление σв, МПа Предел текучести σт, МПа Относительное удлинение после разрыва σ5, % Ударная вязкость ан, Дж/см² Твердость по Бринеллю, НВ
Класс прочностиМарка сталиКласс прочности Марка стали
номин.мин.номин.макс.
3.610, 10кп4Ст3кп, Ст3сп30033018025 -90238
4.620510, 10кп, 20400 4202402255114238
4.810, 10кп32014-124
5.630, 356Ст5, 15, 15кп, 35500 5203002050147238
5.810, 10кп, 20, 20кп40010-152
6.635, 45, 40Г820, 20кп, 35, 45600 6003601640181238
6.820, 20кп4808-
8.835, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА, 16ХСН, 20Г2Р935Х, 39ХА 8008306401260238318
9.81040Х, 40ХГСА, 16ХСН90090072010 50276342
10.91230ХГСА10001040900940304 361
12.91230ХГСА, 40ХН2МА1020120010808 30366414

Табл.2 Механические свойства болтов, шпилек, винтов и гаек из углеродистых и легированных сталей при нормальной температуре по ГОСТ 1759.4-87



Марка сталиВременное сопротивление
σв, МПа
Предел текучести
σт, МПа
Относительное удлинение
после разрыва σ5, %
Ударная вязкость
ан, Дж/см²
болтовгаекне менее
12Х13Н10Т12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т5202004040
20Х13-7005501560
14Х17Н220Х13, 14Х17Н2 6501260
10ХИН23Т3МР-900550830
13ХИН2В2МФ
25Х1МФ
Х12Н22Т3МР
25Х2М1Ф
20Х1М1Ф1ТР
7501030

Табл.3 Механические свойства болтов, шпилек, винтов и гаек из корозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких и
теплоустойчивых сталей при нормальной температуре по ГОСТ 1759.0-87