Расчет коэффициента основной нагрузки резьбового соединения

Резьбовые соединения частей машин нашли широкое применение в различных технических устройствах. Потребности современных машин стимулируют развитие точных методов расчета и сборки резьбовых соединений. Проблема расчета прочности такого соединения связана с определением коэффициента основной нагрузки, от которого зависит распределение внешней нагрузки между болтом и деталями. Одна часть нагрузки приходится на болт, другая разгружает детали соединения. До сих пор при вычислении коэффициента основной нагрузки используют приближенные формулы или рекомендации принимать его значение в пределах 0,2…0,3. В данной работе уточнен расчет этого коэффициента. Приведены уточненные математические выражения, на основании которых разработана компьютерная программа для определения коэффициента основной нагрузки. Результаты расчетов показали, что он изменяется в широком диапазоне в зависимости от диаметра болта, толщины и материала деталей и др. Анализ результатов программирования и построение регрессионной зависимости коэффициента основной нагрузки от толщины соединения для заданного ряда стандартных болтов проведен с помощью статистического пакета Statgraphic Plus. Регрессия упрощает вычисление коэффициента основной нагрузки для любой толщины деталей при небольшом снижении точности.

Литература

[1] Brown K.H., Morrow C., Durbin S., Baca A. Guideline for Bolted Joint Design and Analysis: Version 1.0. California, Sandia National Laboratories, 2008. 47 p.

[2] Fernando S. An engineering insight to the fundamental behavior of tensile bolted joints. Journal Steel construction, 2001, vol. 35, no. 3, pp. 76–88.

[3] Сыромятников В.С., Гарсия Мартинес Х.М., Самора Кинтана Л.А., Ортега Росалес М.Г. Оптимальная затяжка резьбового соединения от раскрытия стыка. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2016, № 12, с. 43–50, doi: 10.18698/0536-1044-2016-12-43-50

[4] Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. Москва, Высшая школа, 2008. 408 с.

[5] ГОСТ 7798–2008. Болты с шестигранной головкой и шестигранные гайки диаметром до 48 мм. Москва, Стандартинформ, 2010. 13 с.

[6] Weiskamp K. Advanced Turbo C Programming. New York, Academic Press, Inc. 1988. 554 p.

[7] Podzharov E.I., Syromiatnikov V.S., Ponce Navarro J.P. Fundamentos del Diseño de Máquinas. Lulu. com, 2011. 200 p.

[8] ГОСТ 11371–78. Шайбы. Технические условия. Москва, Стандартинформ, 2000. 6 с.

[9] ГОСТ 24705–2004. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры. Москва, Стандартинформ, 2008. 20 с.

[10] ГОСТ 5915–2008. Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры. Москва, Стандартинформ, 2010. 12 с.

[11] Budynas R.G., Nisbett J.K. Shigley’s mechanical engineering design. McGraw-Hill, 2014. 1104 p.

[12] Ряховский О.А., ред. Детали машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 465 с.

[13] ГОСТ 11284–75. Отверстия сквозные под крепежные детали. Москва, Стандартинформ, 2006. 4 с.

[14] Dwight H.B. Tables of integrals and other mathematical data. New York, Macmillan Company, 1957. 198 p.

[15] Nau R. Statgraphics. Version 5: Overview & Tutorial Guide. Fuqua School of Business, Duke University, 2005. 22 p.