Расчет болта нагруженного поперечной силой

Расчет на прочность стержня призонного и обычного болта в болтовых соединениях, нагруженных поперечной силой

Рассмотрим подробно случай, когда болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке.

Условием надежности соединения является отсутствие сдвига деталей в стыке. Конструкция может быть выполнена в двух вариантах:

  1. болт поставлен с зазором (обычный болт);
  2. болт поставлен в отверстие без зазора (призонный болт).

Вариант 1. Болт поставлен с зазором

При этом внешнюю нагрузку уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются от затяжки болта

Fr≤Fтр=Fзат∙f

Обычно, во избежание случайного сдвига деталей, вводят коэффициент К запаса сцепления (значение К=1,2…2,0). Тогда требуемая сила затяжки 

Fзат=k∙Fr/f,

где f-коэффициент трения в стыке.

Болт установленный с зазором
Рисунок 9

Прочность болта оценивают по эквивалентному напряжению: 

σ=1,3Fзат∙4/πd12≤[σ]

Для проектировочного расчета:

Вариант 2. Болт установлен без зазора

В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта выполняют с допуском, обеспечивающим беззазорную посадку. Такой болт рассчитывают на срез стержня:

τср=4Fr/πd02≤[τср];

Поперечная сила Fr вызывает также смятие на поверхностях контакта болтов со стенками отверстий.

Закон распределения напряжений смятия по цилиндрической поверхности контакта болта трудно установить точно. Поэтому эпюру действительного распределения напряжений заменяют условной с равномерным распределением напряжений по поверхности контакта.

Расчет на смятие призонных болтов ничем не отличается от расчета заклепочных соединений.