ННАП-.
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕд^ - _
АВИАЦИОННОГО МО ГОРОСХ. .
им. П. И. Баранова
ТРУДЫ ЦИАМ
№ 68
В. А. ДОЛЛЕЖАЛЬ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ФОРМЫ
ШАТУННЫХ БОЛТОВ
Н КАП ОБОРОНГИЗ 19 44

При эксплоатации авиамоторов встречаются случаи раз-
рушения шатунных болтов.
В настоящей работе в результате проведенного исследо-
ванья шатунных болтов рекомендуются конкретные меро-
приятия по улучшению и упрощению о; дельных элемеи
гов их констоукций.
В Доллежаль
Октябрь 1943 г.
Редактор .
Г250679.
Авт. л. 1.3.
Подписано
Зн. в печ. л.
Московская типография Оборонгнза
Ji
Ь61 f.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ФОРМЫ ШАТУННЫХ БОЛГОВ
(Серия исследований конструкций авиадвигателей)
В. А, Доллежаль
Шатунный болт изготовляется из стали. Он пред-
назначен для соединения деталей крышки моты- е
левой головки с телом шатуна, между которыми
монтируется подшипник
Гаста болта
Стержень
болта
Шатун
/ ГолсвНа болта
Место стиба
латна иб/н -
ш/<и лотылеба:
Д гомбни
Фиг. 1. Расположение шатун-
ного болта в мотылевой го-
ловке шатуна.
В/шабыши
I Крышка лотыяе&З
ХгслобРи шатуна
нагрузке лишь от силы $„ а часть силы, рав-
ная P—Sx, будет компенсироваться пониженной
силой предварительной затяжки Q—
ствие наличия
вслед-
упругих свойств болта и упругих
Фиг. 2. Усилия, действующие в болтовом
соединении с предварительной затяжкой, и
их зависимости от степени упругости болта.
мотылевой головки, со-
стоящий из двух вкла-
дышей (фиг. 1).
Шатунный болт при
работе подвергается
переменной нагрузке с
большим числом цик-
лов ее перемен и дол-
жен надежно ей про-
тивостоять в течение
длительного периода
времени. Можно пола-
гать, что предел вы-
носливости для напря-
жений материала в ша-
тунных болтах гораз-
до больше зависит от
конструктивных форм
элементов болта, чем
от свойств самого ма-
териала, из которого
он изготовлен.
Шатуны в части
своей мотылевой го-
ловки должны обеспе-
чивать достаточную
жесткость, необходи-
мую для надежной ра-
'боты не только подшипника, но и болта, так
как надо иметь в виду, что болты в шатунах мон-
тируются с предварительной затяжк ой, сила ко-
торой при всех условиях должна быть больше
возникающих рабочих усилий.
Особенности работы такого болтового соеди-
нения, имеющего предварительную затяжку, выяв-
ляются из следующего рассуждения.
Предположим, что под влиянием силы предва-
рительной затяжки Q детали мотылевой головки
шатуна, стягиваемые болтом, сжимаются на' ве-
личину упругих деформаций р (фиг. 2), а сам
болт в пределах его упругой части растягива-
ется при этом на величину
Если такое болтовое соединение подвергается
во время работы действию переменной силы Р,
то в соответствии с этой силой болт будет до-
полнительн
Одновре^
мотылевой _ .	_	, ___
уменьшается .-йетственно до величины Rx.
Таким образом во время работы шатуна болт
деформаций от предварительной затяжки дета-
лей мотылевой головки шатуна.
При прочих равных условиях рабочие напря-
жения в болте будут зависеть от силы S).
Снижение силы достигается увеличением
упругости болта, т. е. переходом с болта умень-
шенной упругости (пря-
мая /) на болт увеличен-
ной упругости (прямая//).
Одновременно с умень-
шением силы Sj до со-
ответственно будет сни-
жаться сила предвари-
тельной затяжки с /?; до
/^, и увеличивается пред-
варительное растяжение
болта до величины е2,
а дополнительное растя-
жение его возрастет до
величины Д2.
Во время работы ино-
гда наблюдается ослабле-
ние предварительной за-
тяжки болтовых соедине-
ний. В большинстве случаев это является след-
Фиг. 3. Определение силы
предварительной затяжки в
зависимости от степени
упругости болта.
растягиваться на величину
о с этим сила на стыке деталей s
прс^к^ктельной затяжкц-^>ствием небольших пластических деформаций в ра-
бочих витках нарезки.
При этом возникающие в шатунах явления
будет подвергаться дополнительной переменной ослабления предварительной затяжки, равные ве-
личине деформации к (фиг. 3), менее пагубно
скажутся на надежности при соединениях бол-
том с повышенной упругостью (прямая II), чем
болтом с уменьшенной упругостью (прямая I),
так как сила затяжки Q2>Qi-
На основании этого можно сделать вывод)
Фиг. 4. Болт внутреннего шатуна мотора Аллисон С15.
что шатунный болт с повышенной упругостью
обладает преимуществами перед болтом с пони-
женной упругостью.
Эти преимущества особенно сильно выявляются
Фиг. 5. Болт вильчатого шатуна мотора Аллисон С15.
при учете влияния добавочных изгибающих мо-
ментов, могущих возникнуть во время' работы и
сильно влияющих на распределение рабочих на-
пряжений в болте.
Фиг. 6. Болт внутреннего шатуна мотора Аллисон Е4.
благоприятной конструкции болта, могут создать
очень высокие напряжения в крайних волокнах
(в крайних точках сечения) материала стержня.
Недостаточно аккуратное выполнение головки
болта, его гайки и плоскостей их опор в шатуне
или на его крышке, а также перекосы отвер-
стия для болта вызывают непараллельность опор-
ных поверхностей, служат причиной возникнове-
ния добавочных изгибающих моментов и появле-
ния в болте напряжений изгиба. Во время работы
шатуна, когда сила затяжки становится перемен-
ной, эти добавочные напряжения изгиба будут
тоже переменными.
Иногда, даже при самом точном выполнении де-
талей шатуна, в шатунном болте могут возник-
нуть дополнительные напряжения изгиба, являю-
щиеся или результатом неравномерной затяжки
болтов или значительных деформаций, возникаю-
щих во время работы в мотылевой головке
шатуна.
Дополнительные напряжения в болте могут
легко возникнуть в шатуне, состоящем из трех
частей (например в шатунах мотора „Мерлин" XX),
при недостаточной жесткости полок стержня ша-
туна, к которым' шатунными болтами прикреп-
ляют обе половинки мотылевой головки (см. Труды
ЦИАМ № 54).
При недостаточной жесткости мотылевой го-
ловки под влиянием деформаций гайка и го-
ловка болта перекашиваются, стержень болта
прогибается и таким образом в обращенных к
подшипнику наружных волокнах материала тела
болта возникнут во время работы дополнитель-
ные переменные напряжения па растяжение.
Можно устранить дополнительный изгиб, устра-
нив изгибающие усилия при помощи устройства
сферических (самоустанавливающихся) опор под
головкой болта и под гайкой.
Такая самоцентрирующаяся конструкция устра-
няет изгибающие моменты из-за неровностей
опорной поверхности, перекошенного отверстия
или- неравномерности затяжки болтов, но не ис-
ключает возможности возникновения изгибающих
моментов во время работы в том случае, когда
мотылевая головка шатуна недостаточно жестка
и вследствие этого подвержена деформациям.
При затянутых болтах возникающие на зажа-
тых сферических поверхностях силы трения так
велики, что взаимные перемещения этих поверх-
ностей под влиянием изменяющихся, действую-
щих в деформирующейся мотылевой головке уси-
лий становятся невозможными.
При выборе размеров опорных поверхностей
для гайки и головки болта надо учитывать, что
с увеличением наружного диаметра кольцевой
опорной поверхности, при возможных перекосах
этих опорных поверхностей, увеличивается рас-
стояние от оси болта до места приложения уси-
лия, следовательно, растет и возникающий при
этом изгибающий момент.
Сопротивляемость болта действующим на него
нагрузкам отчасти характеризуется пикой на-
пряжения, возникающего в первом рабочем витке
его резьбовой части, поэтому выбору конструкции
резьбы и ее выполнению должно быть уделено
достаточное внимание.
Известно из практики и из проведенных испы-
таний, что предел выносливости резьбы повыша-
ется с уменьшением ее шага, но при очень мел-
кой резьбе увеличивается опасность возможного
среза ниток резьбы. Следовательно, для шатун-
пых болтов следует применять умеренно мелкую
резьбу.
Применением умеренно мелкой резьбы обеспе-
чивается высокий предел выносливости; при за-
тяжке гаек надежнее и проще осуществляется
требуемая точность предварительной затяжки,
так как подвертывание гаек с относительно мел-
кой резьбой позволяет, более тонко ощущать ве-
личину достигнутой силы затяжки; кроме того,
уменьшается опасность ослабления силы затяжки
гайки от сотрясений во время работы.
Шаг резьбы для шатунных болтов современ-
ных V-образных авиамоторов (табл. 1) колеблется
в пределах: 1,25-ь 1,41 мм (или 204-18 ниток на
один дюйм длины) при наружном диаметре резьбы
болта, равном 11,68-^14,0 мм и 1,04- 1,15 мм (или
244-22 нитки на _один дюйм длины) при наруж-
ном диаметре резьбы болта, равном 8,55 4-12,0 мм.
Самый большой по относительной величине
шаг резьбы находим в болтах мотора „Мерлин" XX
при одновременном наличии в его болтах самых-
малых размеров наружного диаметра резьбы.
Закругления во впадине резьбы (радиус в уг-
лублениях) должны быть выполнены чисто и по
возможности больших размеров, насколько это
позволяют условия изготовления резьбы, так как
при этом уменьшается возможность подреза, сни-
жается концентрация напряжений и увеличивает-
ся предел сопротивляемости материала устало-
стным напряжениям.
Для шатунных болтов современных V-образных
авиамоторов радиус закругления во впадинах резь-
бы (табл. 1) колеблется в пределах 0,1 -f-0,22 мм.
Из испытаний выявилось, что увеличение радиу-
са закругления во впадине резьбы с 0,1 до 0,2 мм
повысило предел усталости при повторных наг-
рузках на 65%.
Полезно сбег резьбы, т. е. место перехода
резьбы к стержню болта, заменить проточкой по
возможности большей длины.. Это делает менее
опасным влияние изгиба, так как при увеличен-
ной длине и при одном и том же изгибающем
моменте возникающие напряжения от изгиба
уменьшаются.
Длина проточки желательна не менее 0,5 на-
ружного диаметра резьбы.
Конструкции шатунных болтов современ-
ных V-образных авиамоторов в общих чертах
удовлетворяют приведенным требованиям.
Исключение в этом отношении представ-
ляют шатунные болты моторов „Мерлин"
XX и Аллисон С15 и Е4 (фиг. 4, 5, 6, 7,
8, 9), в которых между резьбой и проточ-
кой имеется утолщенная часть, нежелатель-
ная с точки зрения улучшения упругих
свойств болта.
Радиус закругления в месте перехода
упругого тела болта к резьбе рекомендуется
выполнять равным не менее 0,2 наружного
диаметра резьбы.
В современных конструкциях (табл. 2,
графа 4) радиус закругления в большин-
стве случаев даже больше, чем указы-
валось.
Сравнительно небольшой в этом месте радиус
закругления у болтов мотора DB-605А, повидимому,
компенсируется увеличенным отношением внут-
реннего диаметра резьбы к диаметру стержня болта.
Для болтов, снабженных проточкой, длину на-
резки на болте желательно делать такой, чтобы
в собранном виде на шатуне резьба болта кон-
Фиг. 7. Болт вильчатого шатуна мотора Аллисон Е4.
чалась еще в гайке за одну-две нитки от ее
опорной поверхности. Это приводит к удлинению
проточки.
Фиг. 8. Болт внутреннего шатуна мотора „Мерлин" XX.
В случае невозможности заменить сбег резьбы
проточкой длину резьбовой части болта следует
делать возможно длиннее, чтобы возникающий во
время работы прогиб болта распределить на бо-
лее длинную нарезанную его часть.
Фиг. 9. Болт вильчатого шатуна мотора „Мерлин" XX.
Часть длины резьбы, выступающая из гайки,
должна быть по крайней мере равна наружному
диаметру резьбы, так как в этом случае нарезан-
ная часть будет выполнять роль упругого участка,
3
воспринимающего усилия. Предел выносл шости
дтя рабочих напряжений бол^а вследствие этого
заметно возрастет.
При отсутствии проточки уюл сбега резьбы
должен быть не более 13° для плавного перехода
от резьбовой части к стержню болта.
Фиг. 10. Болт внутреннего шатуна мотора DB-605A.
Резьба для шатунных болтов, изготовленная
методом холодной накатки, показала весьма бла-
гоприятные результаты. В случае невозможности
непосредственного изготовления резьбы у болта
методом холодной накатки можно применить
после нарезки резьбы процесс обкатывания с
целью уплотнения рабочей поверхности витков
резьбы и ее углублений между витками. Болты
с накатанной резьбой более выносливы и лучше
противостоят разрушениям от усталостных напря-
жений, чем болты с нарезанной резьбой. Не-
обходимо иметь в виду, что резьба теряет по-
вышенные качества, достигнутые холодной на-
каткой, если болт подвергнуть последующему
отжигу.
Фиг- 11. Болт вильчатого шатуна мотора DB-605A.
Шатунный болт не должен подвергаться повы-
чшенным добавочным напряжениям растяжения в
крайних волокнах материала болта и высоким
напряжениям в опасных местах, особенно в резь-
бовой части болта. Таким условиям удовлетво-
ряет шатунный болт с диаметром стержня мень-
шим, чем внутренний диаметр резьбы Вследствие
этого стержень .болта может противопоставить
усилиям изгиба лишь небольшой момент сопротив-
ления. Чем меньше диаметр стеожня болта по срав-
нению с внутренним диаметром резьбы, тем мень-
ше возникающие в резьбовой части рабочие напря-
жения, так как в таком болте изгибам подвер-
гается в основном только стержень. Уменьшая
площадь сечения стержня болта на соответ-
ствующей его длине, тем самым увеличивают
объем материала, воспринимающий деформации;
удельные напряжения в болте при этом умень-
шаются, болт становится более надежным при
длительной работе.
Предел относительного уменьшения площади
поперечного сечения стержня болта определяется
воспринимаемыми болтом статическими напряже-
ниями растяжения и кручения, возникающими
при затягивании болтов гайками.
Площадь поперечного сечения стержня шатун-
ного болта рекомендуется выполнять равной
приблизительно 80% и меньше от площади по-
перечного сечепия его резьбовой части, взятой
по внутреннему диаметру резьбы. Такое сечение
следует, выполнять на возможно большей длине
болта путем наружной обточки его стержня.
У шатунных болтов авиамоторов Аллисон (фиг.
4, 5, 6, 7) площадь сечения по внутреннему диа-
метру резьбы практически равна площади сече-
ния стержня бэлта в утоненном месте (табл. 2,
графа 1).
Вследствие этого шатунные болты моторов Алли-
сон обладают сравнительно весьма малой упруго-
стью и всеми вытекающими из этого недостатками.
Шатунные болты остальных авиамоторов
(табл. 2, графа 1) в основном удовлетворяют
требованиям упругой конструкции. Болты мотора
DB-605A (фиг. 10, 11) обладают сравнительно
большей упругостью, чем болты моторов Юмо-211
(фиг. 12, 13) и „Мерлин" XX (фиг. ?, 8), возмож-
ная длина упругой части стержня которых со-
кращена вследствие наличия центрирующих бур-
тиков (утолщенных по своему диаметру).
Достигаемое уменьшением площади поперечно-
го сечения увеличение прочности упругого ша-
тунного болта сопровождается вследствие этого
некоторым снижением воспринимаемого им усилия.
Поэтому в этой конструкции невозможно примене-
ние высокой предварительной затяжки, так как
от силы затяжки в болте не должны возникать
напряжения, превышающие пределы допускаемых в
материале напряжений от растяжения и кручения.
I Чтобы не могли возникать опасные напряже-
ния, ведущие к разрушениям, надо поверхности
в закруглениях изготовлять тщательнее и по воз-
можности гладкими. Радиус закругления в месте
перехода тела болта в его головку надо выпол-
нять размером не менее, чем 0,084-0,10 размера
наружного диаметра стержня болта.
Радиус закругления в месте перехода стержня
в головку в современных шатунных болтах нахо-
дится в пределах 0,084-0,23 от размера диаметра
стержня (табл. 2, графа 2). Исключение ппедстав-
ляют шатунные болты мотора „Мерлин" XX, у
которых этот радиус составляет лишь 0,040 4-0,044
от диаметра части стержня болта, непосредственно
прилегающей к головке (фиг. 9, 8). Ухудшающим
4
фактором при таком небольшом размере переход-
ного радиуса является- наличие внутреннего от-
верстия в теле болта внутреннего шатуна мотора
„Мерлин" XX (фиг. 8}.	•
Иногда применяют конструкции шатунного
болта, стержень которого высверлен по оси, для
уменьшения об^ма материала стержня, восприни-
мающего работу упругой деформации и тем
разгружающего резьбовую часть болта. Преиму-
щество такой конструкций болта видят в том,
что при сверлении удаляется неполноценный ма-
териал сердцевины стержня, в то время как
эффективные наружные его слои остаются для
работы. Однако надо иметь в виду, что при на-
личии внутреннего отверстия заметно возрастает
опасность разрушений в местах переходов стер-
жня болта в его головку, вследствие чего болты
с внутренним отверстием в стержне необходимо
у головки снабжать галтелями большего радиуса.,
Примером такой неудовлетворительной конструк-
ции служит шатунный болт внутреннего шатуна
мотора „Мерлин" XX (фиг. 8).
Если шатунный болт снабжен фиксирующим
штифтом для предохранения от вращения, то
последний не должен располагаться в месте пе-
рехода стержня болта в его головку, так 'как
при этом, вследствие возможного эффекта под-
реза, повысится опасность концентрации напря-
жений и появления трещин.
Для предохранения шатунного болта от таких
дефектов желательно его конструировать без
фиксирующего устройства, обеспечивая при этом
полную симметричность головки болта. Примером
конструкции, в которой видно стремление кон-
структора избавиться от острых углов и подре-
зов, может служить головка шатунного болта
моторов Аллисон (фиг. 7, 6) позднейшего выпуска
без фиксирующего штифта (усика). Для удержи-
вания болта при сборке головка его снабжена спе-
циальной прорезью под отвертку. Для сравнения
отметим, что шатунный болт более раннего вы-
пуска моторов АллисЪн (фиг. 5, 4) был снабжен
фиксирующим штифтом, выполненным в головке
болта.
Устранение фиксирующего штифта в головке
болта упростило производство болта и шатуна и
одновременно с этим сделало- шатун в местах
перехода стержня шатуна к развилинам мотыле-
вой головки более прочным (подробно см. Труды
ЦП AM, выпуск 54-й).
Шатунный болт, предназначенный, главным об-
разом, для соединения между собой деталей мо-
тылевой головки шатуна, выполняет иногда и по-
бочные функции, обеспечивая фиксацию взаим-
ного расположения между собой отдельных дета-
лей мотылевой головки и их взаимную центровку.
Для этого тело шатунного болта утолщают на
определенной длине. Болт получает соответствую-
щую по точности и характеру посадку в отвер-
стии под него в деталях мотылевой головки так,
чтобы возникающие во время работы усилия
сдвига воспринимались стержнем болта на срез
(фиг. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 13). Для этой цели ра-
бочая длина центрирующего буртика делается
не менее 0,75 от наружного диаметра буртика
(табл. 1, графа 6).
В таких шатунных болтах участки стержня с
уменьшенной относительной площадью сечения,
т. е воспринимающие изгиб и растяжение, дол-
жны непосредственно примыкать к тем частям
болта, которые они призваны разгружать, т. е. к
резьбе или к головке.
В шатунных болтах, в которых дополнительно
к посадочному буртику, расположенному посере-
Фиг. 12. Болт внутреннего шатуна мотора Юмо-211.
дине длины болта, впосадочные центрирующие
буртики имеются Непосредственно также у резь-
бовой части или у головки, восприятие изгибаю-
щих усилий средними утоненными участками не-
эффективно, так как в такой конструкции силы,
изгибающие резьбу или головку, продолжают
действовать в опасных (более слабых) местах.
Утоненный же участок в данном случае обеспе-
чивает лишь повышение предела выносливости
от напряжений растяжения.
Примером неудачной с этой точки зрения кон-
струкции являются шатунные болты современ-
ного V-образного. авиамотора „Мерлин" XX
(фиг. 8, 9); у последнего утолщенная посадочная
часть на стержне около головки болта вызвана
особенностями конструкции вильчатого шатуна,
состоящего из трех частей.
Фиг. 13. Болт вильчатого шатуна мотора Юмо-211.
Неудачное выполнение шатунных боптов об-
наруживаем также у мотора Юмо-211 (фиг. 13, 12),
у которых дополнительный посадочный буртик
исполнен поблизости от головки болта.
В случае наличия на шатунном болте центри-
рующего буртика переходный радиус закругле-
ния от него к более тонкой части стержня ‘же-
лательно выполнять при значительной длине
утоненной части стержня в виде плавной гал-
тели с радиусом закругления не менее 0,5 раз-
мера наружного диаметра центрирующего бур-
тика.
5
В современных шатунных болтах радиус в
месте перехода тела болта в центрирующий
буртик в долях наружного диаметра этого цен-
трирующего буртика колеблется в пределах от
0,20 до 0,75 (табл. 2, графа 3). Надо признать
хорошо исполненным этот переходный радиус в
шатунных болтах мотора Юмо-211 (фиг. 13, 12).
фиксирующих и центрирующих приспособлений на
стыковых поверхностях ее деталей (см. Труды
ЦИАМ № 54).
Шатунный болт, стержень которого имеет от-
носительно уменьшенное сечение по всей своей
Фиг 14. Гайка Долга внутреннего
шатуна моторов Аллисон С15
Фиг. 15. Гайка болта
вильчатого шатуна мо-
тора Аллисон С15.
Фиг. 19. Гайка болта внутреннего шатуна мотора
DB-605A.
Недостаточно выдержаны размеры переход-
ных радиусов в шатунных болтах моторов Алли-
сон С15 и Е4 (фиг. 4, 5, 6, 7). »,
В практике опорные поверхности головки ша-
тунного болта и гайки, под влиянием деформа-
ций деталей моты-
длине, позволяет использовать в работе упру-
гих деформаций возможный максимум материала,
обеспечивая при этом наиболее благоприятную
конструктивную форму для восприятия возникаю-
щих изгибающих моментов.
Фиг. 16. Гайка болта вильчатого
шатуна мотора Аллисон Е4.
левой головки, не
могут сохранять
абсолютную парал-
лельность, вследст-
вие чего избежать
возникновения изги-
бающих усилий . в
шатунном болте не-
возможно. Поэтому
необходимо шатун-
ный болт делать по
возможности нечув-
Фиг. 17. Гайка болта внутреннего
шатуна мотора „Мерлин“ XX.
Фиг. 18. Гайка болта вильчатого
шатуна мотора ,,Мерлин“ XX.
ствительным к тако-
го рода дополни-
тельным изгибаю-
щим усилиям. До-
стигается это удли-
нением упругого
участка стержня,
воспринимающего
изгиб и растяжения,
путем устранения
центрирующих бур-
тиков на рабочей ча-
сти длины стержня
болта. В результа-
те этого шатунный
болт будет избавлен
от восприятия сре-
зывающих усилий,
возникающих при
Фиг. 20. Гайка болта вильчатого
шатуна мотора DB-605A.	*
Центрирование такого упругого болта осуще-
ствляется при помощи устройства соответствую-
щих посадочных поверхностей на гайке и голов-
ке болта.
необходимости цен-
трировать взаимное
расположение дета-
лей мотылевой головки. Шатунный болт в этом
случае будет служить лишь для соединения
отдельных частей мотылевой головки и может
Опорные поверхности головки болта и торца
гайки рекомендуется выполнять в пределах
1,04-1,2 от площади
расчетного сечения
тела шатунного бол-
та (табл. 2, графа 5).
В болтах со спе-
циальным конусом
в посадочном опор-
ном месте на голов-
ке, как например,
в шатунных бол-
тах мотора DB-605A
(фиг. 11, 10), вели-
чина проекции опор-
ной поверхности головки болта может быть со-
кращена до 0,754-0,90 размера площади расчет-
ного сечения стержня болта.
Изложенное о болтах вполне применимо и к
шпилькам.
Фиг. 21. Гайка болта внутреннего
шатуна мотора Юмо-211.

быть исполнен простым по форме. Примером та-
кой конструкции являются шатунные болты мо-
тора DB-605A (фиг. 11, 10).
Жесткость мотылевой головки шатуна обеспе-
чивается при помощи устройства соответствующих
6
Сильно нагруженные шпильки рекомендуется
снабжать проточками, разгружающими их резьбо-
вую часть, в случаях возникновения изгибаю-
щих усилий, а правильно исполненные галтели
предохраняют от возникновения напряжений уста-
лости и возможных разрушений.
При соединениях на шпильках, так же как и
при болтовых соединениях, повышение предела
выносливости имеет место потому, что в случае
Фиг. 22. Гайка болта вильчатого
шатуна мотора Юмо-211.
проточек увеличивается объем материала
шпильки, воспринимающего повторные динами-
ческие нагрузки.
Гайки шатунных болтов для большей части рас-
сматриваемых моторов имеют общепринятые
•конструктивные формы и снабжены шестигран-
ными головками под обычный ключ (фиг. 14, 15,
16, 17, 18, 21, 22). Лишь гайки шатунных болтов
мотора DB-605A (фиг. 20, 19) представляют осо-
бенность, так как вместо шестигранника снабже-
ны мелкими шлицами под специальный ключ.
Преимущество такой шлицованной гайки заклю-
чается в значительной экономии на габаритных
размерах ее конструкции. При эксплоатации у та-
кой гайки уменьшается возможность сминания
граней.
Необходимый для заготовки гайки материал
(круглый пруток) может быть при прочих рав-
ных условиях взят по диаметру меньшего раз-
мера.
В производстве такая гайка дает экономию в
весе металла, уходящего в стружку.
Приводимые выше соображения о выборе ра-
циональных форм элементов конструкции шатун-
ных болтов в достаточной степени могут быть
приложимы ко всяким соединениям, осуществляе-
мым при помощи болтов или шпилек.
Пример применения упругого болта, избавлен-
ного от влияния изгибающих и срезывающих
усилий, находим в конструкции крепления ведо-
мой (большой) шестерни редуктора на фланец
вала винта моторов DB-601E и DB-605A. Анало-
гичные примеры являет собой конструкция
соединения, осуществляемая при помощи сило-
вых шпилек в комбинации с центрирующими
втулками, работающими на срез, верхнего и ниж-
него картеров мотора Аллисон и многие другие
конструкции.
Выводы
Шатунный болт, предназначенный для соедине-
ния деталей крышки, мотылевой головки со стер-
жнем шатуна, между которыми закрепляют вкла-
дыши подшипника, должен удовлетворять сле-
дующим условиям.
1.	Шатунный болт и детали шатуна и крышки
мотылевой головки, в которых болт установлен,
должны быть выполнены таким образом, чтобы
под влиянием действия нагрузки болт подвер-
гался только растягивающим напряжениям, на
которые он и рассчитывается. Расчетным усилием
для шатунного болта является предварительная
затяжка его при монтаже. Степень затяжки болта
определяется величиной его удлинения.
2.	Шатунный болт изготовляют из легированной
стали, желательно кованой или штампованной
(в крайнем случае из катаного прутка), с рас-
положением волокон, соответствующим форме
готовой детали.
3.	Тело шатунного болта должно быть одина-
кового сечения, без утолщений, без резких пере-
ходов и подрезов.
Болт не должен служить центровкой (фикса-
цией) для относительного расположения деталей
тела шатуна и крышки его мотылевой головки,
стык которых для этой цели обеспечивается спе-
циальными устройствами.
4.	Головка шатунного болта должна быть про-
стой цилиндрической формы без усиков и лысок,
так как наличие последних может привести к
местным ослаблениям детали и вызвать неравно-
мерное распределение упругих деформаций, что
в свою очередь может вызвать в теле болта не-
желательные и вредные дополнительные напря-
жения.
Отсутствие усиков и лысок увеличивает на-
дежность конструкции шатуна и упрощает про-
изводственный процесс, удешевляя его.
• 5. Центровку шатунного болта, предохраняю-
щую его ст изгиба, желательно осуществлять
при помощи сферической поверхности на его го-
ловке, которой болт опирается в соответствую-
щую зенкованую поверхность, исполненную в
теле шатуна.
Подобно этому желательно осуществлять и
центровку гайки шатунного болта в теле крышки
мотылевой головки.
6. Для удерживания при сборке шатунного
болта в его головке делается прорезь под отвер-
тку.
Фиг. 23. Пример контровки гайки при помощи
прореза под отвертку.
Для предохранения шатунного болта при сборке
от возникновения в нем напряжений йручения в
противоположность вышесказанному следует со
стороны резьбового его конца предусматривать
удлиненную часть, снабженную соответствующим
устройством для придерживания. Эта удлиненная
часть может быть использована для контровки гай-
ки. Пример,такого устройства дан на фиг. 23.
7
. Относительное расположение гайки шатун-
>го болта в сборке рекомендуется иметь таким,
тобы резьба гайки сбегала с резьбы болта на
одну-две нитки.
8.	Для шатунных болтов оптимальными разме-
рами щага резьбы можно считать от 1,0 до 1,25 мм
при наружных диаметрах резьбы от 10 до 14 мм.
Для повышения прочности конструкции радиус
закругления во впадине резьбы желательно вы-
полнять по возможности большим по величине.
Стремятся радиус этого закругления делать рав-
ным 0,15—0,20 мм.
9.	Переходный радиус закругления от стержня
шатунного болта к его резьбе выполняют раз-
мером, равным 0,2 от наружного диаметра резьбы.
10.	Площадь поперечного сечения, ьзягую по
внутреннему диаметру резьбы, выполняют разме-
ром не менее 1,2 площади расчетного попереч-
ного сечения упругой части стержня шатунного
болта.
11.	Переходный радиус от стержня шатунного
болта к его головке выполняют равным 0,10—
0,15 размера диаметра части стержня болта, не-
посредственно примыкающей к головке.
12.	Радиус закругления в месте перехода уп-
ругой части стержня шатунного болта к центри-
рующим буртикам (если таковыми приходится
снабжать болт) выполняют размером, равным не
менее 0,5 наружного диаметра центрирующего
буртика.
Таблица 1
№№ п/п.	Марка мотора Шатун, где установлен болт	Аллисон С15		Алл леон Е4		DB-605A		Юмо-211 F		„Мерлин11 XX	
		внутрен-’ НИИ	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый
1	Наружный диаметр резьбы, мм . .	12,62	9,46	12,61	9,46	14	12	13,95	11,92	11,68	8.55
2	Внутренний диаметр резьбы, мм .	10Д2	8 09	10,93	8,05	12,48	10,53	12,67	10,68	9,92	7,26
3	Средний диаметр резь- бы, ММ	...	11,84	8,81	11,84	8,81	12,58	10,59	13,32	11,32	10,99	7,97
4	Шаг резьбы, мм . . •.	1,27	1,058	1,27	1,058	1,25	1,25	1,0	1,0	1,41	1,15
5	Угол профиля резьбы	или 20 ниток на один дюйм 60°	ИЛИ 24 нитки на один дюйм 60°	ИЛИ 20 ниток на один дюйм 60°	ИЛИ 24 ниткн на один дюйм 60°	60°	60°	60°	30°	или 18 ниток на один дюйм 55°	или 22 нитки на один дюйм t>5°
6	Радиус закругления во впадине резьбы	0,10	0,10	0,10	0,10	0,22	0,22	0,10	0,10	0,10	0,16
Таблица 2
№ п/п. I	Марка мотора	Аллисон С15		Аллисон Е4		DB-605A		Юмо-211Е		„Мерлин" XX	
	Шатун, где установлен болт	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый	внутрен- ний	вильча- тый
1	Площадь сечения вну- треннего диаметра резьбы, отнесенная к площади сечения стержня болта . . .	0,98	1,04	0,99	1,04	1,29	1,31	1,19	1,26	1,28	1,12
2	Радиус закругления у головки в долях наружного диамет* ра стержня болта .	0,117	0,126	0,082	0,114	0,23	0,162	0,121	0,131	0,04	0,044
3	Радиус закругления у буртика в долях на- ружного диаметра буртика болта . .	0,197	0,316	0,24	0,316	- 1		0,715	0,750	0,38 0,57	0,445
4	Радиус перехода к резьбовой части в долях наружного диаметра резьбы болта 		0,198	0,318	0,24	0,318	0,18	0,125	0,715	0.756	0,60	0,47
5	Площадь опорной по- верхности голов- ки 6oiTa или гайки в долях площади рабочего сечения стержня болта . . .	1,4 1	1,35	1,0	1,35	0,75	0,9	1,15	1,40	1,0	1,4
6	Длина рабочей части центрирующего буртика в долях наружного (поса- дочного) диаметра буртика . . • . . .	1,5	1,60 1,35	1,5 1,5	1,7 1,35	1,30	1.4	- 0,70	0,75	2,4 0,73	2,3 1,0-1,3