Расчет напряженного резьбового соединения

Проектировочный расчет болта

Согласно техническому заданию необходимо предварительно рассчитать диаметр болтов, крепящих крышку с цилиндром, если использовано болтовое соединение.

Цель: Предварительно выбрать диаметр болтов.

Для достижения этой цели мы упростим задачу: считаем, что нагрузка в резьбовом соединении, постоянная величина. Тогда критерием проектировочного расчета станет статистическая прочность. Чтобы выбрать сечение болтов необходимо рассчитать напряжение, возникающее в резьбе в результате возникновение сил на рис. 2.1

Схема напряженного болтового соединения.

Расчет напряженного резьбового соединения - №1 - открытая онлайн библиотека

Рис.2.1

Согласно техническому заданию, класс прочности составляет 4.6, значит Расчет напряженного резьбового соединения - №2 - открытая онлайн библиотека [2, c.29]. Так же согласно техническому заданию, нормативный коэффициент запаса [S]=1,7 Подставляем эти величины в формулу (2.5) и находим допускаемое напряжение в резьбе

Расчет напряженного резьбового соединения - №3 - открытая онлайн библиотека

Для нахождения внутреннего диаметра необходимо определить расчётную силу Расчет напряженного резьбового соединения - №4 - открытая онлайн библиотека по формуле [2, с.12]

Расчет напряженного резьбового соединения - №5 - открытая онлайн библиотека (2.6)

Для нахождения Расчет напряженного резьбового соединения - №6 - открытая онлайн библиотека составим уравнение сил, действующих на верхний фланец

Расчет напряженного резьбового соединения - №6 - открытая онлайн библиотека = Расчет напряженного резьбового соединения - №8 - открытая онлайн библиотека

(2.7)

Данное болтовое соединение испытывает нагрузки, параллельные оси болта. Для нахождения усилия в стыке Расчет напряженного резьбового соединения - №9 - открытая онлайн библиотека воспользуемся формулой [2, c.6]

Запишем формулу для вычисления внешней нагрузки на один болт

Расчет напряженного резьбового соединения - №10 - открытая онлайн библиотека ,

(2.8)

где z-число болтов.

Согласно технического задания, число болтов z=10, номинальный диаметр d=305мм, давление р=0.7 Расчет напряженного резьбового соединения - №11 - открытая онлайн библиотека

Подставим численные значения в формулу (2.8) и вычислим внешнюю нагрузку на один болт

Расчет напряженного резьбового соединения - №12 - открытая онлайн библиотека

К данному болту приложены нагрузки, параллельные его оси. Усилия в стыке задаются по формуле [2, с.6]

Fст =γ F,

(2.9)

где - γ коэффициент, назначенный по условиям работы соединения. Согласно техническому заданию коэффициент γ = 0,9.

Найдём усилие в стыке Fст

Fст = 0,9*7300 = 6600 H

Подставим полученные численные значения в формулу (2.7)

Fб = 6600+7300 = 13900 Н

Подставим численные значения в выражение (2.6) и найдём расчётную силу Fp

Fp = 1,3*13900 = 18000 Н

Исходя из полученных результатов определяем внутренний диаметр резьбы болта

d1 Расчет напряженного резьбового соединения - №13 - открытая онлайн библиотека = 12,7 мм

Исходя из полученного внутреннего диаметра резьбы d1, выбираем номинальный диаметр резьбы d = 14 [2, с. 27].

Определим длину болта по формуле

Расчет напряженного резьбового соединения - №14 - открытая онлайн библиотека h1 + h2 + 0,8d + 3

(2.10)

Согласно технического задания, h1 - толщина крышки цилиндра на месте крепежа равна h1 = 22 , h2 - толщина цилиндра на месте крепежа равна h2 = 30.

Подставим численные значения и найдём длину болта

Расчет напряженного резьбового соединения - №15 - открытая онлайн библиотека

Длину болта выбираем из ГОСТ 7798-70 [3, c.38] равную Расчет напряженного резьбового соединения - №16 - открытая онлайн библиотека [3, c.38].

Вывод: согласно проектировочному расчёту, для крепления крышки цилиндра, испытывающей растягивающую силу F = Расчет напряженного резьбового соединения - №17 - открытая онлайн библиотека Н, учитывая вид крепления, отражённый на рис. 2.1, и материал крышки и цилиндра, указанный в техническом задании, выбираем 10 болтов Болт М14 Расчет напряженного резьбового соединения - №18 - открытая онлайн библиотека 70.46 ГОСТ 7798-70.