Две пластины соединяются болтами (рис.24) и нагружены усилием Р. Болты поставлены в один ряд.

Две пластины соединяются болтами (рис.24) и нагружены усилием Р. Болты поставлены в один ряд. Число болтов – z. Определить диаметр болтов при постановке их в отверстие с зазором и без зазора. Дано: Р = 30 кН; z= 3 шт.; материал болта - серый чугун СЧ 12-28; толщина пластины δ = 10 мм. Рис.24. Соединение пластин болтами.

Примечание. Вызывает сомнение факт, что задан материал болта - чугун, так как чугун - считается хрупким материалом и его на практике не применяют для изготовления крепежных изделий . Поэтому, считаем что это материал - пластины.
А. Болты поставлены без зазора
Срезающая сила, приходящаяся на один болт, равна: F= Р/z = 30,0/3 = 10,0 кН.
Условие прочности: τср = 4F/(π·d21) ≤ [τср], отсюда находим внутренний диаметр резьбы болта:
d1 ≥ (4F/(π·[τср])1/2. По табл.2.1[1], принимаем болт класса прочности 5.6 из стали 35, имеющей прочностные характеристики: σв = 500…700МПа и σТ = 300 МПа.
Материалы крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек и гаек) и их механические характеристики нормированы ГОСТ 1759-82.
По табл.4.4 [2], рекомендуется (при статической нагрузке):
[τср] = 0,4·σТ = 0,4·300 = 120 МПа

. Тогда:
d1 ≥ (4·10,0·103/(3,14·120·106)1/2 = 4,74·10-3 м = 4,74 мм.
По ГОСТ 24705-2004 находим резьбу М6 с основным шагом р =1,0 мм, имеющую d1 = 4,917 мм.
Принимаем болт М6х32-5.6 по ГОСТ 7798-70 с учетом толщины пластины, гайки и шайбы.
Б. Болты поставлены с зазором.
Сила затяжки болта определяется по формуле: Fзат = k·F/f,
где k - коэффициент запаса по сдвигу деталей, принимаемый в пределах 1,3…2, принимаем значение близкое к среднему k = 1,6, f - коэффициент трения между соединяемыми деталями.
Для пары чугун по чугуну: f = 0,06…0,12, см.с.62[1], принимаем f = 0,1.
Fзат = 1,6·10·/0,1 = 160 кН.
Болт подвергается растяжению