Расчет болтовых соединений.

Расчет болта нагруженного осевой силой. (Завинчивание гайки производится без нагрузки.)

= - внутренний диаметр резьбы.

Болт, нагруженный осевой силой и завинчиваемый под нагрузкой.

Действуют сила Q и момент от трения в резьбе Возникают нормальные и касательные напряжения:

= ; τ= ; = полярный момент сопротивления во внутреннем сечении.

τ= =

=
После подстановки в эту формулу получим после округления , что

≈1,3 ≤

Болт, нагруженный эксцентричной силой, затягиваемой под нагрузкой.

На гайку сила Q действует центрально а на головку болта с эксцентриитетом.

На болт действует изгибающий момент от силы у головки.

= +

- напряжение от растяжения и скручивания.

=1,3

- напряжение от изгиба болта.

= =

Эксцентричное приложение нагрузки резко увеличивает напряжение в теле болта , поэтому конструкций с эксцентричной нагрузкой нужно избегать.

Но эксцентричная нагрузка возникает от неровных поверхностей прилегания гайки и головки болта. Для избежания эксцентричной нагрузки от неровности поверхности прилегания они должны обрабатываться.

Температурные напряжения в болтовых соединениях

Рис. 14 К расчету температурных напряжений в болтовом соединении

Если бы материал болта и деталей был одинаков, то при повышении или понижении температуры болт и деталь удлинились или укоротились бы на одну величину и изменений в соединении не произошло бы.

Но если материалы разные, то коэффициенты термического расширения у них разные и они изменят свои длины на неодинаковые величины.

Вследствие этого усилие предварительного натяга изменятся:

;

В зависимости от соотношения коэффициентов линейного расширения A, усилие натяга или возрастет или уменьшится. Усилие предварительного натяга надо назначать с учетом его изменений от температуры.

При температурах выше 250º механические свойства становятся другими, в частности при низких температурах возникает хладноломкость.

При расчете изменение механических свойств тоже надо учитывать.