Схема соединения показана на рис. 8.1.
Исходными данными являются материал проушин, характер соединения проушин с болтом (неподвижное, малоподвижное и т. д.), нагрузка Р Р, диаметр d болта (см. парагр. 8.2).
Порядок расчета:
1. Диаметр отверстия в проушине d пр принимается равным диаметру болта:
d пр =d.
2. Вычисляется толщина проушины δ из условия прочности соединения на смятие (8.2):
,
где n - число проушин, воспринимающих силу Р Р;
.
Полученное значение округляется до ближайшего большего в соответствии с ГОСТ 8032-84, который устанавливает ряды предпочтительных линейных размеров. Обычно конструктивные элементы деталей выбирают кратными 0,5 мм.
3. Вычисляется напряжение смятия:
.
4. Рассчитывается избыток прочности:
.
5. Задаются шириной проушины b из условия размещения головки болта, шайбы и гайки и получения минимальной концентрации напряжения в проушине: .
Тогда .
6. Вычисляется размер y′ из условия работы проушины на срез (8.3):
.
7. Определяется размер y:
где из условия размещения гайки (головки болта).
8. Определяется отношение y/x.
Замечание. Часто направление внешней нагрузки РР может меняться. В этих случаях принимают y=x, то есть y/x =1 и b = d пр +2y.
9. По графикам (см. парагр. 8.1) определяется коэффициент k.
10. Проверяется выполнение условия прочности проушины на разрыв (8.1),которое записывается в следующем виде:
.
Если оно выполняется, то переходят к п.13, в противном случае к п.11.
11. Вычисляется ширина проушины из условия её прочности на разрыв:
.
Значение b округляется до ближайшего большего по ГОСТ 8032-84.
12. Определяются значения b/d; и переходят к п. 7.
13. Вычисляется избыток прочности:
.
Конструкция считается удачной при b/d = (2-2,5). В этом случае получается сравнительно легкая конструкция. При больших b/d рекомендуется увеличить толщину δ проушины и повторить расчет с п. 6.
Приведенный алгоритм справедлив для соединения, показанного на рис. 8.1. При больших нагрузках для предотвращения смятия проушины из легких сплавов под стальным болтом и повышения ремонтопригодности в нее целесообразно запрессовать стальную втулку без буртиков (рис. 8.2). Расчет, в таком случае, нужно проводить по алгоритму, изложенному в парагр. 8.4.