【文章內(nèi)容簡介】 4000110005000220002??????????????????KNFFF 20223000500021 ?????’ △F 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 4． 受傾覆力矩的螺栓組連接 （ 只可用普通螺栓聯(lián)接 ） 假定底板為剛體 ， 在 M作用下接合面仍保持平面；地基和螺栓為彈性體；底板受翻轉(zhuǎn)力矩 M作用后 ， 將繞對稱軸O—O翻轉(zhuǎn) 。 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 特點(diǎn)： 在 M作用下，底板有繞螺栓組形心軸翻轉(zhuǎn)的趨勢。 作用 M前：各螺栓受力相同 作用 M后：左側(cè)： F拉 (不均勻 )， 右側(cè)： F壓 (不均勻 ) →F ’↓ MLFLFLF zz ???? ?2211工作條件： 根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件 ： m a xm a x2211LFLFLFLFzz ???? ??????????ziiz LLMLLLLMF12m a x22221m a xm a x ?受力最大的螺栓所 承受的總的載荷 m a xmbb02 FCCCFF???第五章 螺紋連接與螺紋傳動 AzFp /0??式中： WMCCCMW mbm ???? )(1m a x?附加校核其它條件： 右側(cè)邊緣不壓潰 左側(cè)不出現(xiàn)縫隙 [ ] p p p p ? ? ? ? ? ? ? ? max max 0 max min ? ? ? p p p ? ? ? 故 ： [ ]00m i n0m ax?????WMAzFWMAzFppp???第五章 螺紋連接與螺紋傳動 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 實(shí)際中 ， 螺栓組所受的外載荷常常是復(fù)合狀態(tài) ， 但都可以簡化成上述四種簡單受力狀態(tài) ， 按力的疊加原理求出螺栓受力 。 求得受力最大的螺栓所受的載荷后 ， 即可進(jìn)行單個螺栓連接的強(qiáng)度計算 。 1）受橫向載荷 （普通螺栓或鉸制孔螺栓） 小結(jié)：螺栓的受力狀態(tài)分析 2）受扭轉(zhuǎn)力矩（普通螺栓或鉸制孔螺栓） 3）受軸向載荷 （普通螺栓聯(lián)接） 4） 受傾覆力矩 （ 普通螺栓聯(lián)接 ） 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 第六節(jié) 螺栓連接的強(qiáng)度計算 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 受拉螺栓 受剪螺栓 失效形式： 螺栓桿和孔壁的貼合面上出壓潰或螺栓桿被剪斷。 設(shè)計準(zhǔn)則： 保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。 65%20%15%螺栓的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則： 保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。 失效形式： 螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 （一）松螺栓連接的強(qiáng)度計算 僅受軸向工作拉力 F——失效：拉斷 強(qiáng)度條件： ][41 ??Fd ? mm ——設(shè)計 查手冊，選螺栓 [ ]SdFAF s???? ??211 41 ＝＝——校核 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 （二）緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接 緊螺栓在裝配時，在擰 緊力矩 T1的作用下，除了受預(yù)緊力 F0產(chǎn)生的拉應(yīng)力外，還承受由于擰緊螺母產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 2104dF?? ?預(yù)緊力引起的拉應(yīng)力： 312v0162)t a n (ddF??????螺牙間的摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： F0F0FF對于 M12～ M64螺栓： a ~ a n12 ??? ?? ，ddv??第五章 螺紋連接與螺紋傳動 根據(jù)第四強(qiáng)度理論 ?????? )(33 2222 ?????ca 危險剖面的強(qiáng)度條件式 ： 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 ：緊連接時，將拉應(yīng)力增大 30%以考慮 擰緊力矩 的影響。 [ ]??? ??21041dFca——校核式 ][ 01 ??Fd ?? mm ——設(shè)計式 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接 1） 工作載荷為靜載荷 在設(shè)計時首先計算螺栓的工作載荷 F， 再根據(jù)連接的要求選取 F0值 ， 計算螺栓的總拉力 F2 ， 再考慮扭切應(yīng)力的影響 。 截面的拉伸強(qiáng)度條件是： [ ] [ ]????? 21212 ???? ，或：返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 螺栓的最大拉應(yīng)力為： 212max41 dF?? ? 螺栓的最小拉應(yīng)力為： 210m i n41 dF?? ? 應(yīng)力幅為 ： 21m i nm a x 22 dFCCCmbba ???????? 計算安全系數(shù) ][)2)(()(2m i nm i n139。39。m ax39。m axl i m SKKSaamameaeca ??????????? ?????????????????? 由前面知識可知這種應(yīng)力狀態(tài)為最小應(yīng)力等于常數(shù) σmin=C 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 2）工作載荷為變載荷 (螺栓的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核 ) 工作載荷在 0～ F變化時螺栓總拉力在 F0～ FCmCCFFbb??? 02 之間變化。 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 （ 三 ） 承受工作剪力的緊螺栓連接 失效形式：螺桿被剪斷及螺桿或孔壁被壓潰 。 FFd 0L min螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為： ][4dFτ20????擠壓強(qiáng)度條件為： ][F0m i npp dL ?? ??[σp]——取弱者計算 Lmin =min[δ1， δ2] 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 一、材料 螺栓 在一般設(shè)計中，通常選用 ，在重要的或有特殊 要求設(shè)計中的螺紋連接件如在壓力容器中常采用 。 第七節(jié) 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力 螺栓的常用材料為低碳鋼、中碳鋼、合金鋼 螺栓 、 螺柱 、 螺釘?shù)男阅艿燃壏譃槭? (見表 58) 小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字 100為 σ Bmin 代表強(qiáng)度極限大小 小數(shù)點(diǎn)及后面的數(shù)字 σBmin 為 σSmin代表屈服極限的大小 : σBmin=400 MPa σ s= 400 =240 MPa 例如 ： σBmin=600MPa σsmin= 600=480MPa 螺母的性能等級分為七級： 4 5 6 8 9 10 12（ 表 59） 數(shù)字 100代表螺母能承受的最小應(yīng)力 σmin 螺母 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 二、螺紋連接的許用應(yīng)力及安全系數(shù) 1．螺紋聯(lián)接件的許用拉應(yīng)力 2．螺紋聯(lián)接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力 3．螺紋聯(lián)接件的安全系數(shù)（表 510） Ss][ ?? ????Ss?][PsP ][ S?? ? （被聯(lián)接件為鋼） PbP ][ S?? ? （被聯(lián)接件為鑄鐵） 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 從公式 可以看出 ， 在預(yù)緊力及工作載荷不變的情況下 ， 減小應(yīng)力幅實(shí)際就是減少螺栓的總拉力 。 FCC CFFmbb??? 02第八節(jié) 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施 降低影響螺栓聯(lián)接的應(yīng)力幅 σmax 一定時： σa↓ —→ 疲勞強(qiáng)度 ↑ 當(dāng) F、 F”不變時： ↓ Cb 或 ↑ Cm。 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 措施： 1） ↑ 螺栓長度 2） ↓ 光桿直徑 3）采用柔性螺栓： 腰狀螺栓 空心螺栓 4）采用彈性元件 2）增加被連接件的剛度 采用剛度較大的金屬氣缸墊片或采用密封環(huán)。 3）適當(dāng)增加預(yù)緊力及減小連接件的剛度和增大被連接件的剛度 1）減小聯(lián)接件的剛度 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 工作時， 螺栓受拉， p↑ 螺母受壓， p↓ 兩者產(chǎn)生螺距差 第一圈： Δp最大，受力最大 第 8～ 10圈：后幾乎不受力 各圈受載不均 ∴ 采用加高螺母不能 提高聯(lián)接強(qiáng)度。 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 改善螺紋牙載荷分布方法。 改善螺紋牙間載荷分布的措施 ◆ 懸置螺母 ◆ 環(huán)槽螺母 ◆ 內(nèi)斜螺母 ◆ 環(huán)槽螺母與內(nèi)斜螺母 3．減小應(yīng)力集中的影響 收尾：退刀槽； 增大牙根處過渡圓角半徑或采用卸載結(jié)構(gòu)。 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 螺紋牙根 彎曲應(yīng)力 ——————→ 斷裂 螺紋孔不正、被聯(lián)件