【文章內(nèi)容簡介】 能發(fā)生 壓潰或被剪斷 b）失效原因：應(yīng)力集中 a）失效形式 工程中螺栓聯(lián)接多數(shù)為 疲勞失效 受拉螺栓：設(shè)計準則為保證螺栓的疲勞拉伸強度和靜強度 受剪螺栓：設(shè)計準則為保證螺栓的擠壓強度和剪切強度 應(yīng)力集中促使疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展 設(shè)計計算準則與思路 一 、松螺栓聯(lián)接 F如吊鉤螺栓 ， 工作前不擰緊 ， 無 F0 ，只有工作載荷 F起拉伸作用 強度條件為： ][421??? ??dF][41 ??Fd ?—— 驗算用 —— 設(shè)計用 d1—— 螺桿危險截面直徑（ mm） [σ] —— 許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) SS /][ ?? ? σs—— 材料屈服極限 MPa S —— 安全系數(shù) 二、緊螺栓聯(lián)接 —— 工作前有預緊力 F0 工作前擰緊，在擰緊力矩 T作用下： 預緊力 F0 →產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 σ 螺紋摩擦力矩 T1→產(chǎn)生剪應(yīng)力 τ 復合應(yīng)力狀態(tài) : 21041 dF?? ?)(4~1042)(161)(2210210231201??????????或當 ????????dFMMdFddtgdtgdFWTPvvT按第四強度理論： ???? 22 ???ca∴ 強度條件為： ][4210 ??? ?? dFca ][4210 ??? ?? dFca式中： F0 —— 預緊力 （ N） T1 —— 螺紋摩擦力矩 ， 起扭剪作用 ， 又稱螺紋扭矩 ， —— 系數(shù) ， 將外載荷提高 30%， 以考慮螺紋力矩對螺栓聯(lián)接強度的影響 ， 這樣把拉扭的復合應(yīng)力狀態(tài) 簡化為純拉伸 來處理 ， 大大簡化了計算手續(xù) ， 故又稱簡化計算法 。 橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接計算 —— 主要防止被聯(lián)接件錯動 LminR R d 0R RF 0F 0特點：桿孔間 有間隙 ， 靠擰緊的正壓力 (F0)產(chǎn)生摩擦力來傳遞外載荷 ，保證聯(lián)接可靠 (不產(chǎn)生相對滑移 )的條件為： （ 1）普通螺栓聯(lián)接 RKFfi S??? 0ifRKF S??0 f —— 接縫面間的摩擦系數(shù) i—— 接縫界面數(shù)目 KS—— 防滑系數(shù) （ 可靠性系數(shù) ） KS=~ 強度條件驗算公式： ][41210 ??? ??dFca設(shè)計公式： ][ 01 ??Fd ?? 分析：由上式可知 ， 當 f=,i=1,KS=1則 F0=5R， 說明這 種聯(lián)接 螺栓直徑大 ， 且在沖擊振動變載下工作極不可靠 。 為增加可靠性 ， 減小直徑 ， 簡化結(jié)構(gòu) ， 提高承載能力 可采用如下減載裝置： a)減載銷 b)減載套筒 c)減載鍵 Q pQ pRRRRLmind 0 鉸制孔螺栓聯(lián)接 —— 防滑動 特點：螺桿與孔間緊密配合 ， 無間隙 ， 由光桿直接承受擠壓和剪切 來傳遞外載荷 R進行工作 。 ][420??? ??dR螺栓的剪切強度條件為： 螺栓與孔壁接觸表面的擠壓強度條件為： PP ldR ][min0 ?? ?? R —— 橫向載荷（ N） d0—— 螺桿或孔的直徑（ mm） Lmin —— 被聯(lián)接件中受擠壓孔壁的最小長度（ mm），如圖所示 [τ] —— 螺栓許用剪應(yīng)力， MPa， ][ P? —— 螺栓或被聯(lián)接件中 較弱者 的許用擠壓應(yīng)力， MPa 鉸制孔螺栓 能承受較大的橫向載荷 ， 但被加工件孔壁加工精度要求較高 ， 成本較高 。 軸向載荷緊螺栓聯(lián)接強度計算 ① 工作特點：工作前 擰緊 ， 有 F0；工作后加上工作載荷 F， 工作中 載荷發(fā)生變化 。 ② 工作原理：靠螺桿抗拉強度傳遞外載 F ③ 解決問題： a) 保證安全可靠的工作， F0 =？ b) 工作時螺栓總載荷， F2 =？ ④ 分析： 如圖 1，螺母未擰緊 ,螺栓螺母松馳狀態(tài)。 Q pQ pQ pQ pQ39。 pQ39。 pQ39。 p Q39。 pF?b???m???b????39。m?m??F?39。m?b?b?????F 0F 0F 0F 0F 1F 1F 1F 1 圖２， 擰緊 — 預緊狀態(tài) 被聯(lián)接件 — 壓 — λm — F0 , 栓桿 — 拉 — λb →F 0 圖 1 圖 2 FFFFbb ?????????? 120從???? 圖 3， 加載 F后 → 工作狀態(tài) 栓桿 — 繼續(xù)拉 — 被聯(lián)接件 — 放松 — 10 FFmm ???????? 從????—— 殘余預緊力 —— 總載 ?m??F?39。m?b?b?????F 0F 0F 0F 0F 1 F 1F 1F 1⑤ 作圖 ， 為了更明確以簡化計算 （ 受力變形圖 ） 設(shè)：材料變形在彈性極限內(nèi)，力與變形成正比 單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖 (c)(b)(a)? bO b? b變形力? m? b變形? mO b? b?? ? 39。 m? m? m變形力 力?F? m F? bF0F0F0FF(c)(b)(a)Qp? bO b? b變形Qp力? m? b變形? mO b? b?? ? 39。 m? m? m變形力 力?F? m F? bF0FF 左圖 —— 擰緊螺母時 ,螺栓與被聯(lián)接件的力與變形 右圖 —— 將上兩圖合并 ，并施加工作載荷 F 從圖線可看出，螺栓受工作載荷 F時，螺栓總載荷： 012 FFFFF ?????變形協(xié)調(diào)條件： 被聯(lián)接件 → 壓力減量 10 FF ? 變形縮小 Δλ m ?m??F?39。m?b?b?????F 0F 0F 0F 0F FFF栓桿 → 拉力增量 02 FF ? 變形增加 Δλ b ??? ????? mb變形協(xié)調(diào)條件 —— (c)(b)(a)Qp? bO b? b變形Qp力? m? b變形? mO b? b?? ? 39。 m? m? m變形力 力?F? m F? bF0FF∴ 由圖可知，螺栓剛度： ???? ????????? FFCFtgCbbbbb0被聯(lián)接件剛度： ???? ??????????? FFFCFtgCmmmmm0mbbmbmbCCCFFCCFFF???????????t a nt a nFKFCC CF cmbb ???????mbbc CC CK ?? —— 稱 螺栓相對于聯(lián)接的剛度 ，稱螺栓的 相對剛度 Δ F —— 部分工作載荷 FKFFFKFFFFFFFCc)1( 1000212???????????又對殘余預緊力 的要求， 為保證受載后接合面聯(lián)接的緊密性應(yīng)使 01 ?FF1的取法 : F1 =（ ~）