Расчет болтового соединения

Вал винта соединяется с винтом двигателя с помощью 14 болтов, расположенных на торце фланца передней части вала.

Установим болты с затяжкой. Затяжка необходима для создания сил трения в стыке при действии поперечных нагрузок, обеспечения герметичности стыка, повышения усталостной прочности болтов.

На болты действует растягивающая сила F – сила тяги винта, а также изгибающие моменты – гироскопический и момент от веса винта (см. рис.)

Рис.5.2.1. Расчетная схема болтового соединения

Допускаемые напряжения растяжения в болте не должны превышать допускаемые:

(5.2.1)

(5.2.2)

где расчетная нагрузка (c учетом скручивания тела болта):

Fрасч = 1.3 Fб max, (5.2.3)

где Fб max – усилия в наиболее нагруженном болте;

d = 8 мм – диаметр болта;

160 МПа – допускаемое напряжение растяжения. Болты изготовлены из стали 45, закаленной.

Fб i = Fз + χFвн i, (5.2.4)

где Fз – сила затяжки. Введем коэффициент запаса по затяжке k = 1.5, тогда Fз = k(1 - χ)Fвн I,

χ – коэффициент основной нагрузки. Примем χ = 0.2;

Fвн i = FМ i + FF, (5.2.5)

где FМ i – усилие в болтах, возникающее от изгибающего момента:

(5.2.6)

где М – суммарный изгибающий момент:

М = МГ + М(G) = МГ + G L,

где L – расстояние между центрами тяжести винта и фланца вала. L = 92 мм,

М = 3077 + 15560 * 0.092 = 4508(Н*м);

а1 = 95 мм, а2 = 85 мм, а3 = 45 мм.

Максимальное усилие возникает в первом болте, следовательно, расчет ведем по FМ 1.

Fвн = 12558 + 5950 = 18508 (Н).

Fб = k(1 - χ)Fвн + Fвн * χ.

Fб = 1.5 (1 – 0.2) 18508 + 18508 * 0.2 = 25911 (Н).

Fрасч = 1.3 * 25911 = 32453 (Н).

значит, условие выполняется.