14 РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
14.1Общие сведения
Резьбовые соединения являются наиболее распространенными из разъёмных соединений. В зависимости от вида крепежных деталей их делят на болтовые, винтовые и шпилечные. Классификация резьбы рассматривается при изучении дисциплины «Инженерная графика и начертательная геометрия». Мы рассмотрим только сведения по расчету резьбовых соединений.
Витки резьбы, как у гайки, так и у болта испытывают напряжение среза и смятия. Но высота гайки, в зависимости от диаметра резьбы, имеет стандартную величину, поэтому саму резьбу на срез и на смятие не рассчитывают, а рассчитывают цилиндрическое тело (стержень) болта или винта.
Резьбовые соединения в зависимости от вида соединения могут испытывать: только растягивающую нагрузку; растягивающую нагрузку и крутящий момент. В этом случае из расчета на растяжение определяют внутренний диаметр резьбы. Когда на соединение действует поперечная сила и болт ставится без зазора, рассчитывают тело болта на срез подобно заклепочному соединению.
14.2 Расчет резьбовых соединений
Рассмотрим основные расчетные случаи.
1) Соединение нагружено осевой растягивающей силой (рисунок 49, а).
При действии осевой нагрузки Fа винт может раз
рушиться по внутреннему диаметру резьбы d1. Поэтому рассчиты
вают винт на основании следующего уравнения прочности:
, откуда 
(66)
По этой формуле определяют так называемое расчетное значе
ние d1 и по нему выбирают стандартный винт с несколько большим
значением d1.
2) Винт испытывает одновременно осе
вую силу Fа и крутящий момент Мтр от трения в резьбе при под
тягивании гайки (рисунок 49, б), его рассчитывают по эквивалентному
напряжению σэкв. Это позволяет рассчитывать винты, испы
тывающие сложное сопротивление, только на растяжение по умень
шенным допускаемым напряжением [σр]' = σр/1,3.
Т. е. определяют расчетную нарузку Fp = 1,3 Fa, тогда
(67)
3) На болты может
действовать поперечная нагрузка. В этом случае рассматривают
два варианта: болт установлен с зазором (рисунок 50, а) и без зазора
(рисунок 50, б). Такие соединения не должны иметь относительного
сдвига соединяемых деталей.
В первом варианте сдвига деталей
не произойдет, если они прижаты силами Fa создающими силы
трения Fтр = fFa ≥ Fr. Сила затяжки болта, если известна сдви
гающая сила Fr, Fa ≥ Fr /f. Следовательно, если болт поставлен
с зазором и имеет затяжку, он испытывает сложное сопротивление
и должен
рассчитываться на основании приведенной выше зависимости: Fp = 1,3 Fо.
Сила затяжки 
(68)
где k – коэффициент запаса по сдвигу (k = 1,7 ч2,4); f – коэффициент трения (f = 0,12 ч 0,15); i – число плоскостей стыка; z – количество винтов.
Во втором варианте от
верстия в деталях и стержень болта обрабатывают достаточ
но точно, чтобы обеспечить переходную посадку типа
H7/т7 и т. п. В этом случае затяжка болта не обязатель
на и он разрушается лишь в результате среза его стержня
поперечной силой Fr.
Расчет диаметра стержня производят по фор
муле:
(69)
14.3 Способы стопорения резьбы от самоотвинчивания
От самоотвинчивания соединения можно
предохранить многими способами (рисунок 51). Увеличить трение в резьбе или по опор
ным поверхностям винта (гайки) можно применением контргаек,
разрезных и самоконтрящихся гаек, резиновых шайб, специальных
пружинных шайб, подкладываемых под головку винта или гайку,
или заливкой головок винтов и гаек красками (лаками). Защитить
соединение от самоотвинчивания можно применением специальных
дополнительных деталей — шайб с отгибаемыми «усиками», штиф
тов, шплинтов, проволочных «замков» или кернением крепежных
или соединяемых деталей.
