Допустимі напруження та запаси міцності при розрахунках різьбових з'єднань. Приклади розрахунків різьбових з'єднань.

Клемові з'єднання застосовують для закріплення на валах та інших циліндричних елементах таких деталей, як кривошипи, важелі, шківи, якщо вони вимагають частих перестановок. Такі з'єднання передають зовнішні навантаження за рахунок сил тертя, створюваних відповід­ною затяжкою болтів чи гвинтів. Тому клемові з'єднання інколи нази­вають фрикційно–гвинтовими.

На рис. 11.21 показані приклади клемових з'єднань важеля з ва­лом. Ці з'єднання можуть навантажуватись моментом Μ = Ql або осьовою силою. За конструктивною ознакою клемове з'єднання може бути з нероз'ємною (рис. 11.21, а) із роз'ємною (рис. 11.21, б) маточи­нами.

Розрахунок клемових з'єднань полягає у визначенні потрібної сили затяжки болтів F₀, яка може забезпечити (за рахунок сил тертя в з'єднанні) передачу зовнішнього навантаження.

У клемовому з'єднанні з нероз'ємною маточиною за допомогою за­тяжки болтів F₀z (z – кількість болтів) створюються сили Nтиску на вал, а сили тертя F_s = Nfзабезпечують передачу зовнішнього на­вантаження від важеля до вала. Момент сил тертя повинен зрівнова­жити зовнішній момент, тобто

Nfd = kQl, (51)

де k = 1, 2... 1, 3 – коефіцієнт надійності з'єднання, що вводиться в розрахунок для компенсації нестабільності коефіцієнта тертя f.

Силу Nвизначимо за умови рівності моментів сил N і F₀z щодо точки О (рис. 11.21, а), яку умовно можна взяти за шарнірне з'єднання верхньої та нижньої частин клеми:

F₀z (а + 0, 5d) = 0, 5Nd або N = F₀z (2a/d + 1). (52)

Після підстановки Nу рівність (51) знайдемо потрібну силу затяжки F₀одного болта в клемовому з'єднанні з нероз'ємною маточи­ною:

F₀ = k Q l /[ z f (2a + d)]. (53)

Враховуючи скручування болтів при затяжці, запишемо розрахун­кову силу для болта;

F_б.ρ = F₀β = k Q l β / [z f (2a + d)]. (54)

У клемовому з'єднанні з роз'ємною маточиною (рис. 11.21, б) зов­нішній момент Μ =Qlтакож урівноважується моментом сил тертя T_s = Nfd, тобто Nfd = kQl.

Якщо сила N = 2F₀ (при наявності двох гвинтів у з'єднанні), то відповідно матимемо потрібну силу затяжки для одного гвинта:

F₀ = k Q l / (2f d).(55)

Для гвинта клемового з'єднання з роз'ємною маточиною розрахун­кова сила

F_{б p} = k Q l β /(2f d).(56)

За виразами (54) та (56) для розрахункових сил двох варіан­тів клемового з'єднання можна визначити потрібні діаметри болтів або гвинтів за умови міцності їх на розтяг [див. формулу (38)].