【文章內(nèi)容簡介】 面的拉應力 4π= 21adF? 螺栓危險截面的扭轉切應力 4π?)+(tg?2=16π2?)+(tg=16π= 21a12312a311dF39。dddd39。FdT ?????多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 F180。為預緊力； Kf為可靠性系數(shù)，通常取 ～ ； m為接合面數(shù)目； μs為接合面摩擦系數(shù)，對于鋼或鑄鐵被聯(lián)接件可取 ～ 。 sfmFKFF? ≥a ??螺栓所需的軸向力 (此時即為預緊力 )應為 1) 僅承受預緊力的普通螺栓聯(lián)接 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ? 強度驗算公式 ][4≤ 21π?dF ?? 強度設計公式 ][ π ≥1?Fd ??? 螺栓組聯(lián)接： z個螺栓組成的螺栓組聯(lián)接，并且橫向載荷的作用線通過螺栓組的對稱中心 sfzmFKF? ≥?多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ? 措施： 采用鍵、套筒或銷承擔橫向工作載荷，而螺栓僅起聯(lián)接作用。或采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接 。 ? 分析： 當 μs =， Kf=， m=1時， F180。?8F， 所以螺栓聯(lián)接靠摩擦力來承擔橫向工作載荷時，必然使其結構尺寸增加。此外，在振動、沖擊或變載荷下，由于摩擦力的變動，將使聯(lián)接的可靠性降低。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 2) 承受工作剪力的鉸制孔用螺栓聯(lián)接 ? 擠壓強度條件 ][= p10p ≤ ??? dF][ p20p ≤ ??? dF?或 ? 剪切強度條件 ][4≤ 20π??dF?式中： F為螺栓所受的工作剪力 ,N； d0為螺栓剪切面的直徑， mm；?1， ?2分別為螺栓桿與孔壁擠壓面的高度， mm,設計時應使 ??；[?P]為螺栓或孔壁材料的許用擠壓應力 , Mpa，計算時取兩者較小值 ； [?]為螺栓材料的許用切應力， MPa。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 3) 同時承受預緊力和軸向工作拉力的普通螺栓聯(lián)接 在圖示的壓力容器中，設內(nèi)部壓強為 P， 螺栓數(shù)為 z ，則容器周圍每個螺栓平均承受的軸向工作載荷為 F，并且與螺栓軸線重合。這種受力形式通常采用普通螺栓聯(lián)接。 zpF D 42π??多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ② 安裝狀態(tài)： 螺母已擰緊，但未承受工作載荷螺栓受到預緊力 F180。而伸長了 ?1， 被聯(lián)接件受到壓縮力 F180。而縮短了 ?2,見圖 b。 ① 自由狀態(tài)： 螺母剛好擰到和被聯(lián)接件接觸，螺母和被聯(lián)接件都不受力，見圖 a。 ? 螺栓和被聯(lián)接件受載前后的情況，可分為 3種狀態(tài)： 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ③ 工作狀態(tài)： 在聯(lián)接承受軸向工作載荷 F時，螺栓被繼續(xù)拉長 ??， 拉力由 F180。增至 F0， 伸長量由 ?1增至?1+??,見圖 c。與此同時，被聯(lián)接件則隨著螺栓的伸長而放松 , 壓縮量相應減少，由變形協(xié)調(diào)條件可知，其減少量也為 ??而成為 ?2??， 被聯(lián)接件的壓縮力由F180。減至 F ，并稱其為 殘余預緊力 。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 當螺栓和被聯(lián)接件的應力沒有超過對應材料的比例極限，兩者的受力與變形應符合拉 (壓 )虎克定律，即力與變形成正比 ? 螺栓總的軸向拉力 FFFFF ???????0圖 a表示螺栓的力與變形的關系，對應直線的斜率即為螺栓剛度 C1=F180。/?1。圖 b表示被聯(lián)接件的力與變形的關系，對應直線的斜率即為被聯(lián)接件剛度 C2=F180。/?2。圖 c為合并圖，該圖同樣滿足上式。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ? 為了保證聯(lián)接的緊密性，防止聯(lián)接受載后接合面間產(chǎn)生縫隙，應使 F ?0。 ? 工作載荷穩(wěn)定時， F = (～ ) F； ? 工作載荷不穩(wěn)定時， F = (～ ) F； ? 對于有密封要求的聯(lián)接 , F = (～ ) F； ? 對于地腳螺釘 , F ? F ? 殘余預緊力 的確定 ? 強度驗算公式： ][dF.?≤ 431210π? 強度設計公式： ][F.d? π01314≥?多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ? 螺栓允許的最大間距： 對于壓力容器等密封性要求較高的重要聯(lián)接 , l(=?D0/z)還應滿足 : 當 p? , l ?7d；當 p=~10 MPa時 , l ?；當 p=10～ 30 MPa時 , l ?(4～ 3)d。式中 d為公稱直徑。設計時螺栓數(shù)目 z必須滿足上述要求。 ? 各力之間的關系： ????????? 110 CFFFF??????????? 22 CFFFF?? ???????? 2121 CCFFF21 CCF???? FCC CFF2110 ????FCC CFFCC CFF )1()(211212???????????多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 ? 螺栓的相對剛性系數(shù) —— 211CCC?墊片類型 金屬墊片 或無墊片 皮革墊片 銅皮 石綿墊片 橡膠墊片 ~ 螺栓工作拉力的變化 F~0 螺栓總拉力的變化 0~ FF? 螺栓最小拉力不變 F? 除按上述靜強度計算外，還應按單向穩(wěn)定變應力中 的情況進行疲勞強度的精確校核計算。 C?min?211CCC?多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 在不考慮螺紋摩擦力矩的扭轉作用時 210m a x4dF?? ?214 dFm in ????????????KkkdFCCC umaa121211m i nm a x ][22????????疲勞強度條件： 1?? 螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓應力疲勞極限 ][ a? 變載荷時的許用應力幅 σm kkk u、?尺寸系數(shù)、螺紋制造工藝系數(shù)、各圈螺紋牙受力分配不均勻系數(shù)、有效應力集中系數(shù)， 見教材 P30頁表 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 螺栓組連接的設計 螺栓組連接的設計 ? 目的： 合理確定被連接件接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求各螺栓和連接接合間受力均勻，并便于加工和裝配，為此設計時應綜合考慮下面幾個問題 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 何形狀 便于加工制造，對稱布置螺栓，使螺栓組的對稱中心和連接件接合面的幾何形心重合，以保證連接接合面的受力均勻。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 如：鉸制孔螺栓連接，在平行工作載荷的方向成排布置螺栓時應小于八個，以免載荷分布過于不均；在螺栓連接承受 M或 T時，應使螺栓位置盡量遠離接合面的幾何形心，以使力臂大些，螺栓受力小些。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 如：各螺栓軸線間及軸線和機壁間應有足夠的扳手空間，距離不能過小； 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 如：對于壓力容器等緊密性要求的重要連接，螺栓間距不能過大。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章 8等偶數(shù)，便于鉆孔時分度和畫線，同一螺栓組的材料、直徑和長度均應相同。 如：球墊片。 多媒體 CAI課件設計基礎 第一章