Расчет группы винтов, нагруженных сдвигающей силой

Рассчитать группу винтов крепления пластин, нагруженных сдвигающей силой (рис. 2.1.3.1). Соединение нагружено постоянной внешней силой F = 8000 Н, дей­ствующей под углом . Расстояние между винтами а = 50 мм. Класс проч­ности винтов — 4.6.

Коэффициент трения в резьбе и на поверхности соединяемых деталей = 0,15.

90 Глава 2. Соединения элементов машин

Задачу решить в двух вариантах:

а) винты установлены в отверстие с зазором;

б) винты установлены без зазора.

Расчет

Решение задачи следует начинать с определения наиболее нагруженного винта соединения и действующей на него нагрузки, а затем переходить к нахождению отвечающего заданным условиям диаметра винта, который будет зависеть от вари­анта установки.

Центр тяжести стыка. Поскольку приложенная внешняя нагрузка действует в плоскости стыка, то критерием расчета соединения является отсутствие относи­тельного сдвига соединенных поверхностей, т. е. критерий несдвигаемости.

Так как винты в соединении расположены несимметрично относительно оси у, необходимо определить положение центра сдвига С, который при действии мо­мента вращения совпадет с центром тяжести геометрической фигуры, образован­ной из совокупности поперечных сечений крепежных деталей. Координаты центра тяжести равны:

= 0 (соединение симметрично относительно оси х);

2.1. Резьбовые соединения 91

где z — число винтов в соединении, — координаты размещения крепежных деталей относительно оси (рис. 2.1.3.2), — площадь поперечного сечения

Для рассматриваемого соединения из десяти винтов имеем:

тела винта.

Сила, действующая на наиболее нагруженный винт. Далее перенесем внеш­нюю нагрузку в центр сдвига, заменив тем самым заданную расчетную схему на-гружения эквивалентной (рис. 2.1.3.2). Эквивалентная схема помимо сдвигающей силы F — 8000 Н имеет момент вращения относительно центра, равный

Так как расчет прочности группового винтового соединения сводится к расчету изолированного винта, нагруженного наибольшей сдвигающей силой , то не-

обходимо определить наиболее нагруженный винт. Как видно из рис. 2.1.3.3, на котором изображена схема нагружения самых удаленных от центра сдвига винтов соединения, наиболее нагруженными являются винты, расположенные в точках А и В, так как полная нагрузка на винт зависит не только от его удаленности от центра сдвига С, но еще и от угла между компонентами сил, составляющими полное сдвигающее усилие.

92 Глава 2. Соединения элементов машин

Силу, действующую на произвольно размещенный винт, можно предста-

вить в виде векторной суммы двух составляющих: реактивной силы , вы-