Определить диаметр и количество болтов соединяющих венец и ступицу зубчатого колеса

Определяем внешний крутящий момент: Мкр = N/ω = 1200·103/120π = 3184,7 Н·м.
Окружная сила, действующая на болт (считая, что они одинаково нагружены):
F = 2·Мкр/z·D1 = 2·3184,7/z·0,26 = 24498/z, H, где z - количество болтов.
При таком диаметре количество болтов находиться в диапазоне 6…12 шт.
Примем предварительно z = 6 шт., тогда:
F = 24498/6 = 4083 Н.
А. Болты поставлены без зазора
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.
По табл.4.4 [2], рекомендуется (при переменной нагрузке):
[τср] = (0,2…0,3)·σТ = (0,2…0,3)·300 = 60…80МПа, принимаем τср] = 75 МПа.
Тогда:
d1 ≥ (4·4083/(3,14·75·106)1/2 = 8,33·10-3 м = 8,33 мм.
По ГОСТ 24705-2004 находим резьбу М10 с основным шагом р =1,5 мм, имеющую d1 = 8,376 мм.
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 сталь по стали: f = 0,15…0,20, см.с.62[1], принимаем f = 0,16.
Fзат = 1,6·4083/0,16 = 40830 Н.
Болт подвергается растяжению