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.

 

Рис.2.1

Согласно техническому заданию, класс прочности составляет 4.6, значит [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

 

 

Для нахождения внутреннего диаметра необходимо определить расчётную силу по формуле [2, с.12]

(2.6)

Для нахождения составим уравнение сил, действующих на верхний фланец

 

=

(2.7)

Данное болтовое соединение испытывает нагрузки, параллельные оси болта. Для нахождения усилия в стыке воспользуемся формулой [2, c.6]

Запишем формулу для вычисления внешней нагрузки на один болт

 

,

(2.8)

где z-число болтов.

Согласно технического задания, число болтов z=10, номинальный диаметр d=305мм, давление р=0.7

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

 

 

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 = 12,7 мм

 

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

Определим длину болта по формуле

 

lб 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

 

 

 

Длину болта выбираем из ГОСТ 7798-70 [3, c.38] равную [3, c.38].

Вывод: согласно проектировочному расчёту, для крепления крышки цилиндра, испытывающей растягивающую силу F = Н, учитывая вид крепления, отражённый на рис. 2.1, и материал крышки и цилиндра, указанный в техническом задании, выбираем 10 болтов Болт М14 70.46 ГОСТ 7798-70.