Заклепочные соединения. Расчет соединения при нагружении в плоскости стыка

Глава 12

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИННЕНИЯ

В заданиях представляем однородные, односрезные, нахлесточные соединения со сплошными стальными заклепками, полученные методом холодной клепки. (Пример соединения показан на рис. 7.1.)

Рекомендуемые размеры: диаметр стержня заклепки d:

d = 2 * δ_min при δ_min < 5 мм и d = (1.1...1.6) * δ_min при δ_min =6...20 мм.;

шаги: P ≥ 3 * d; P₁ ≥ 2 * d; P₂ ≥1,5 * d.

(Рекомендации по выбору d и Р и расчет для других видов заклепочных соединений см. [I, 2].)

Для изготовления заклепок используют пластичные материалы. однородные с материалом соединяемых элементов. Стальные заклепки для соединений общемашиностроительного назначения изготовляют обычно из стали Ст0, Ст2, СтЗ.

Допускаемые напряжения для заклепочных соединений при статической нагрузке приведены в табл. 7.1 /для других материалов см. [I, 2]/.

Таблица 7.1

Допускаемые напряжения для заклепочных соединений при статической нагрузке, МПа

Примечание. При обработке отверстий под заклепки продавливанием все допускаемые напряжения снижают на 30 %.

7.2. Расчет соединения при нагружении в плоскости стыка

Основной вид нагрузки заклепочного соединения - силы, и моменты, действующие в плоскости стыка (см. рис. 7.1). При этом часть нагрузки передают силы трения на стыке. Тело заклепки подвержено действию напряжний среза, смятия и изгиба. Расчет соединения условно ведут на срез и смятие, полагая, что трение на стыке отсутствует (его учитывают при выборе допускаемых напряжений).

В расчете заклепочных соединений деталей машин общего назначения полагают, что центральная сила распределена между заклепками равномерно, а момент – пропорционально расстоянию от заклепки до центра масс сечений заклепок (аналогично распределению нагрузки в групповом резьбовом соединений, нагруженном в плоскости стыка). Суммарную силу F^∑_1max действующую на наиболее нагруженную заклепку (одну из наиболее удаленных от центра маоо) определяют геометрическим сложением (см. п. 3.2, 3,7, рис. 3.3).

Условие прочности заклепки по срезу

Τ_СР = F^∑_1max / (π * d² / 4)

Условие прочности по смятию

σ_СМ = F^∑_1max / d * δ_min ≤ [σ]_СМ

Если необходимо, проверяют прочность соединяемых деталей с учетом ослабления их отверстиями под заклепки. Для соединения, показанного на рис. 7.1, условие прочности соединяемых деталей на растяжение

σ_Р = F / (b – 2 * d) * δ₁ ≤ [σ]_Р.ОСН

Для этого же соединения условие предотвращения прорезания

τ_СР = F / 4 * δ * P ≤ [τ]_СР.ОСН = [τ]_СР