Задание 3.3

Рассчитать болты крепления кронштейна, нагруженного по схеме (см. рис. 3.4). Заданы: сила ; расстояния , , ; толщина листа . Кронштейн стальной ; болты из стали 20; затяжка болтов не контролируется. Расчет выполнить для двух вариантов установки болтов: без зазора и с зазором.

Таблица 3.3

Вариант
, Н
, мм
, мм
, мм
, мм
Вариант
, Н
, мм
, мм
, мм
, мм

Задание 3.4

Рассчитать болты для крепления кронштейна к бетонному полу (см. рис. 3). Кронштейн нагружен силой , приложенной под углом . Геометрические параметры , , , , , , приведены в табл. болты из стали 20, допускаемое напряжение смятия для бетона . Затяжка не контролируется, нагрузка статическая.

Таблица 3.4

Вариант









Вариант

Методические указания к самостоятельной работе № 3

Прядок расчета на прочность резьбового соединения при различных случаях нагружения приведен в разделе 1.6 . Нумерация формул и таблиц соответствует нумерации в учебном пособии .

Примеры расчета. Пример 1.1. Определить силу , которую необходимо приложить к стандартному ключу при завинчивании гайки до появленияв стержне напряжений, равных пределу текучести (сталь 10). Определить также напряжения смятия и среза в резьбе. Расчет выполнить для болтов М6, М12, М24 и М36 и сравнить полученные результаты. Длину ручки стандартного ключа принять , коэффициент трения в резьбе и на торце гайки .

Решение. 1. Используя таблицы стандартов, находим необходимые для расчетов размеры (таблица 1.5).

Таблица 1.5

Размеры болта, мм	М6	М12	М24	М36
Наружный диаметр резьбы d
Внутренний диаметр резьбы d ₁	4,918	10,106	20,752	31,670
Средний диаметр резьбы d ₂	5,350	10,863	22,051	33,402
Шаг резьбы р		1,75
Высота профиля h	0,541	0,947	1,624	2,165
Высота гайки Н
Наружный диаметр опорного торца гайки D ₁	9,5
Число витков гайки z		5,7	6,35
Угол подъема резьбы ψ	3º24´	2º53´	2º30´	2º12´

2. По формуле (1.19): сила затяжки , при которой эквивалентное напряжение в стержне болта равно , для болта М6

Н·мм.

3. Момент завинчивания, по формуле (1.6):

Н·мм.

Здесь принято: мм; мм; по формуле (1.2), ; .

4. Сила , приложенная к ключу с длиной плеча ,

Н (выигрыш в силе раза).

5. Напряжения в резьбе: по формуле (1.13), при ,

;

МПа;

по формуле (1.12): ,

МПа.

Результаты расчетов для других болтов приведены в табл. 1.6. Табл. 1.6 позволяет отметить, что болты малого диаметра (до М8) можно легко разрушить при затяжке, так как человек может приложить к ключу силу до 200Н, а нагрузочную способность болтов большего диаметра (больше М24) трудно использовать полностью. Напряжения смятия не превышают напряжений среза , а допускаемые напряжения в два раза больше (см. табл. 1.2). При этом прочность крепежных резьб по более чем в два раза превышает прочность по . Крепежные резьбы можно не рассчитывать по .

Таблица 1.6

Силовые параметры при затяжке болтов до напряжения в стержне болта МПа (сталь 10)	Болт
М6	М12	М24	М36
Сила затяжки ,Н
Момент завинчивания , Н·м	3,5	32,7
Сила в ключе , Н
Выигрыш в силе
Напряжение смятия в резьбе , МПа
Напряжение среза в резьбе , МПа		77,8

Пример 1.2. Рассчитать болты нижнего подшипника шатуна двигателя внутреннего сгорания (рис. 1.35, где 1 – пружинная стопорная шайба, 2 – регулировочная жесткая прокладка).

Максимальная нагрузка одного болта ; материал болтов – сталь 35Х улучшенная; шатуна – 35Г2; ; ; ; затяжка не контролируется.

Нагрузка складывается в основном из сил инерции при движении масс поршня и шатуна. Приближенно можно принять изменение нагрузки по графику от нулевого цикла (рис. 1.35).