Kalk24→Крепёж→Прочность резьбы на срез витков

Прочность резьбы на срез витков

Расчёт болта на срез

Нагрузка F*, Н

Предел текучести материала σт*, МПа

Коэффициент допустимого напряжения

Количество плоскостей среза z, шт

Количество стержней i, шт

Исходные данные

Результаты расчёта

Сохранить или распечатать

Информация

Калькулятор резьбы на срез витков проверяет прочность резьбового соединения на срез. Витки резьбы под нагрузкой могут срезаться, поэтому их проверяют, зная нагрузку и материал болта. Онлайн-калькулятор берет силу, предел текучести и число плоскостей среза и выдает результат.

Параметры расчета

Нагрузка F — срезающая сила, Н.
Предел текучести σт — характеристика материала болта, МПа.
Коэффициент допустимого напряжения — запас прочности.
Количество плоскостей среза z — по скольким плоскостям может срезаться соединение.
Количество стержней i — число болтов или витков, воспринимающих нагрузку.

Расчет на срез

Прочность на срез проверяют, сравнивая рабочее напряжение с допустимым для материала. Чем больше плоскостей среза и стержней, тем выше несущая способность соединения. Калькулятор резьбы на срез витков считает это по заданной нагрузке и пределу текучести.

Формула расчёта резьбы на срез

Диаметр стержня подбирают так, чтобы касательное напряжение в плоскостях среза не превысило допустимого для материала болта.

Минимальный диаметр стержня по условию среза

Допустимое напряжение на срез от предела текучести материала

Проверка уже принятого диаметра: фактическое напряжение не выше допустимого

Обозначения

d: диаметр стержня (резьбы) болта, мм — то, что считает калькулятор
F: прилагаемая срезающая нагрузка, Н
τ_ср: допустимое напряжение на срез, МПа
σ_т: предел текучести материала болта, МПа
0,25…0,35: коэффициент допустимого напряжения: доля от предела текучести, которую разрешают выбрать. Меньше — больше запас прочности
z: количество плоскостей среза, шт (одна накладка — 1, две — 2)
i: количество стержней (болтов), воспринимающих нагрузку, шт
π: число пи, 3,14159

Расчёт даёт минимальный диаметр по условию среза — ближайший больший диаметр берут из стандартного ряда резьб (М6, М8, М10, М12, М16, М20…). Дополнительно соединение проверяют на смятие и на растяжение.

Классы прочности болтов и допустимая нагрузка на срез

Предел текучести для расчета берут по классу прочности болта — он выбит на головке. Ниже — соответствие класса и σт, а также готовые значения срезающей нагрузки для стандартных резьб.

Классы прочности болтов: предел текучести σт и допустимое напряжение на срез

Класс прочности выбит на головке болта. Первое число, умноженное на 100, — предел прочности σ_в, произведение обоих чисел на 10 — предел текучести σ_т. Именно σ_т вводится в калькулятор.

Класс прочности	σв, МПа	σт, МПа	τср при коэф. 0,3, МПа	Типичный материал
3.6	300	180	54	Ст3, сталь 10
4.6	400	240	72	Сталь 10, 20
4.8	400	320	96	Сталь 10, 20 (нагартованная)
5.6	500	300	90	Сталь 30, 35
5.8	500	400	120	Сталь 10, 20 (нагартованная)
6.8	600	480	144	Сталь 35, 45
8.8	800	640	192	Сталь 35, 45, 40Х (закалка с отпуском)
9.8	900	720	216	Сталь 40Х
10.9	1000	900	270	Сталь 40Х, 30ХГСА
12.9	1200	1080	324	Сталь 30ХГСА, 40ХНМА

Для нержавеющих болтов (А2, А4) вместо класса прочности маркируют группу и класс: А2-70 — σ_в 700 МПа, σ_т 450 МПа; А2-80 — 800 и 600 МПа.

Какую срезающую нагрузку держит один болт (одна плоскость среза)

Нагрузка посчитана по той же формуле, что и в калькуляторе: F = τ_ср · π · d² / 4 при i = 1 и z = 1. На две плоскости среза (z = 2) значения удваиваются.

Резьба	d, мм	Шаг (крупный), мм	Площадь πd²/4, мм²	F при τср 90 МПа (кл. 5.6), кН	F при τср 192 МПа (кл. 8.8), кН
М6	6	1,00	28,3	2,5	5,4
М8	8	1,25	50,3	4,5	9,7
М10	10	1,50	78,5	7,1	15,1
М12	12	1,75	113,1	10,2	21,7
М14	14	2,00	153,9	13,9	29,6
М16	16	2,00	201,1	18,1	38,6
М18	18	2,50	254,5	22,9	48,9
М20	20	2,50	314,2	28,3	60,3
М22	22	2,50	380,1	34,2	73,0
М24	24	3,00	452,4	40,7	86,9
М27	27	3,00	572,6	51,5	109,9
М30	30	3,50	706,9	63,6	135,7
М36	36	4,00	1017,9	91,6	195,4

Расчёт ведётся по номинальному диаметру стержня — так же, как в калькуляторе. Если срез приходится на резьбовую часть, берите диаметр внутренней резьбы (для М12 это 10,1 мм, для М20 — 17,3 мм), запас уменьшится примерно на четверть.

Как пользоваться калькулятором

Введите нагрузку F и предел текучести материала.
Задайте коэффициент допустимого напряжения.
Укажите число плоскостей среза и стержней.
Нажмите «Рассчитать».

Калькулятор резьбы на срез витков покажет, проходит ли соединение по прочности. Так расчет резьбы на срез и прочности резьбового соединения делается онлайн.