Расчет резьбового соединения на прочность при осевом и поперечном статическом нагружении

13.17.Замечено, что выход из строя болтов, винтов, шпилек и т. п. обыч­но происходит вследствие разрыва (или вытяжки) их стержня (рис. 13.13) по резьбе или переходному сечению у головки. Вследствие разрушения или повреждений резьбы резьбовые изделия выбывают из строя реже.

Рис. 13.13. Деформация болта при работе

Для обеспечения прочности резьбовых соединений для болта определя­ют диаметр d_s (см. рис. 13.12) в его опасном сечении (в дальнейшем для краткости под словом «болт» будем подразумевать и другие резьбовые из­делия: винты, шпильки, стержни с резьбой и т. п.). Затем определяют его остальные размеры. Размеры болта, гайки, шайбы принимают в зависимо­сти от диаметра резьбы по соответствующим ГОСТам.

Расчет незатянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой. На рис. 13.14 (соединение грузового крюка собой­мой) показан пример такого резьбового соединения. Стержень крюка работает только на растяжение. Резь­бовое соединение, рассматриваемое в данном случае, называют ненапряженным.

Рис. 13.14. Грузовой крюк с обоймой

Проверочный расчет ненапряженного болтового соединения. Условие прочности на растяжение:

(13.6)

где σ_р и [σ]_р — соответственно расчетное и допускаемое напряжения растя­жения в поперечном сечении нарезанной части болта; F — растягивающая сила; d₁— внутренний диаметр резьбы болта.

Проектировочный расчет ненапряженного болтового соединения сво­дится к определению внутреннего диаметра резьбы d, из условия прочно­сти (13.6):

(13.7)

где [σ]_р = σ_T/[s]_T — допускаемое напряжение на растяжение; σ_т — предел те­кучести материала s болта; [s]_T= 1,5 ÷ 3,0 — допускаемый коэффициент за­паса прочности.

Если рассчитан диаметр болтаd₁, как определяют остальные (какие?) размеры болта?