【正文】 螺栓受剪切 注意： －光桿直徑， d0＞ d Lmin－桿孔最小接觸長度 鉸制孔螺栓聯(lián)接 小結(jié)： 第 10章 聯(lián)接 緊螺栓聯(lián)接的受載情況 許用應(yīng)力 受軸向載荷 , 橫向載荷 鉸制孔 用螺栓受橫向載荷 靜載荷 變載荷 控制預(yù)先緊力時(shí) S=~ 不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)查表 107 被聯(lián)接件為鋼 被聯(lián)接件為鑄鐵 [σp]按靜載荷 [σp]值降低 20%~30% σS [σp] = ~5 [τ]= σS 2~ σB [σp] = σS [τ] = S σS [σ] = 表 106 螺栓的許用應(yīng)力 第 10章 聯(lián)接 表 107 螺栓聯(lián)接的安全系數(shù) S(不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí) ) 碳素鋼 4~3 3~2 10~ M6~M16 M10~M30 M6~M16 M10~M30 合金鋼 5~4 4~ ~5 5 靜載荷 變載荷 材料 第 10章 聯(lián)接 ? ? mmFd 01 ????????R 解 : 每個(gè)聯(lián)接受 橫向載荷 F=R/2=2022N →求預(yù)緊力F0： →求d1： 取 d=27mm, d1=＞ （表 101） →合適。 S= →合適 （表 107） C=～ , 取 C= F0≥CF/fm= 2022/( 1)=16000N 取 35鋼 , 不嚴(yán)格控制預(yù)緊力 → σs=315Mpa ()， S= （表 107） [σ]=σs/S=315/= 例 1. 用 普通螺栓 固定一牽引鉤，已知 R=4000N (變載荷 ), f=, 試求螺栓直徑。 ? ???? ?? 4210dFe : →裝配時(shí)不預(yù)緊 →聯(lián)接不受力 →工作時(shí)受軸向載荷 Fa ? ???? ?? 421d F a →復(fù)合應(yīng)力 (拉、扭 ) ? ???? ?? 421dF ae1)受橫向工作載荷 F→ 不松不滑 → 預(yù)緊力 F0(軸 )足夠大 F0≥CF/mf 不斷不潰 →定螺栓 d1 ? ???? ?? 4210dFe2)受軸向工作載荷 FE 螺栓總拉力 Fa: Fa=F0+Kb/(Kb+Kc) FE 工件殘余預(yù)緊力 FR: FR=F0－ Kc/(Kb+Kc) F E＞ 0 ? ???? ??421dF ae先求 FE →定 FR（根據(jù)工作情況。見 P147） →求 Fa →強(qiáng)度定 d →結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知 F求 d: 先求 F0 (不滑 ) →定 d (強(qiáng)度 ) 已知 d求 F: 先求 F0 (強(qiáng)度 ) →定 F (不滑 ) 小結(jié)： 普通螺栓聯(lián)接 : 第 10章 聯(lián)接 用 鉸制孔螺栓 聯(lián)接固定牽引鉤 (HT250), 板厚 h=10mm,已知 R=4000N(變載荷 ), 試求螺栓直徑。 解 ：每個(gè)聯(lián)接受橫向載荷 F=R/2=2022N ： ? ? mmFd 702022440 ????????： ? ?Pp ld F ?? ??m in0? ?PP Mpa ?? ???? [σP] = σB/ =240/ = (S=) lmin=h=10mm R 10 d0 ? ???? ?? 4/20dF →取 l=25mm, l0=12mm 取 d=6mm, d0=7＞ [τ]= σS/=315/=70Mpa 表 106 l0 Lmin 例 2. M6 25－合適 : ? ???? ??4/20dF? ?Pp ld F ?? ??m in0 (靜、變 )有關(guān)； [σP]與材料 (鋼、鑄鐵 )有關(guān)。 →聯(lián)接受擠壓，螺栓受剪切 注意： －光桿直徑， d0＞ d Lmin－桿孔最小接觸長度 鉸制孔螺栓聯(lián)接 小結(jié)： 第 10章 聯(lián)接 ? End of 19 第 10章 聯(lián)接 一鋼制液壓油缸 , 油缸壁厚為 10mm, 油壓 p= Mpa , D=160mm, 試計(jì)算其上蓋的螺栓 聯(lián)接和螺栓分布圓直徑 D0 解 : 22/ 4 16048EpDFZkN????? ? ???(2)定殘余預(yù)緊力 FR (1)求單個(gè)聯(lián)接的工作載荷 FE: ∵ 有緊密要求 , ∴ FR=～ FE →取 FR= (3)求 Fa→螺栓強(qiáng)度計(jì)算 (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取 45鋼 , σS=355Mpa →暫取 S=3(不嚴(yán)格控 制預(yù)緊力 ,靜～ ) →[σ]=σS/S = 118 Mpa C1 e D0 D 取 Z=8 例 3: Fa = FE＋ FR = FE = 第 10章 聯(lián)接 取 d=16mm, 其 d1=＞ →合適 取 S=3 (表 107) (不嚴(yán)格控制預(yù)緊力 ) →合適 ? ?14 1 . 3 4 1 . 3 1 1 3 0 0 1 2 . 6 m m118aFd? ? ?? ??? ? ??D0=D+2[d+(3~6)]+2 10 =218~224mm 螺栓間距 L=πD0/Z=π 224/8 ≈ 88mm＜ 7d=7 16=112mm ( ) →滿足要求 C1 e D0 D (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) : (螺栓分布圓直徑 D0－ 圖 109a ) : →裝配時(shí)不預(yù)緊 →聯(lián)接不受力 →工作時(shí)受軸向載荷 Fa ? ???? ?? 421dF a →復(fù)合應(yīng)力 (拉、扭 ) ? ???? ?? 421dF ae1)受橫向工作載荷 F→ 不松不滑 → 預(yù)緊力 F0(軸 )足夠大 F0≥CF/mf 不斷不潰 →定螺栓 d1 ? ???? ?? 4210dFe2)受軸向工作載荷 FE 螺栓總拉力 Fa: Fa=F0+Kb/(Kb+Kc) FE 工件殘余預(yù)緊力 FR: FR=F0－ Kc/(Kb+Kc) F E＞ 0 ? ???? ??421dF ae先求 FE →定 FR（根據(jù)工作情況。見 P147） →求 Fa →強(qiáng)度定 d →結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知 F求 d: 先求 F0 (不滑 ) →定 d (強(qiáng)度 ) 已知 d求 F: 先求 F0 (強(qiáng)度 ) →定 F (不滑 ) 小結(jié)： 普通螺栓聯(lián)接 : 第 10章 聯(lián)接 167。 108 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 前言 : 螺栓聯(lián)接強(qiáng)度 螺栓 ┌靜載荷 → └變載荷 → 較少破壞 疲勞破壞 → 破壞位置 →主要取決于螺栓強(qiáng)度 →措施 ┌螺栓 └被聯(lián)接件 疲勞斷裂 第 10章 聯(lián)接 AFkkk ECbba ???? )(2?當(dāng) FE由 (0～ FE)→ →要使 σa↓→kb/(kb+kC)↓ →kb↓kC↑ 1)減小 kb→ 2)增大 kC→ 減小螺栓光桿直徑 , 空心螺桿 不宜用軟墊片 kb/(kb＋ kC) →但 FR減小 →不利密封 ECbb FkkkF??0Fa由 (F0～ )變化 (一 )降低螺栓總拉伸載荷 Fa 的變化范圍 →σa↓ FR=F0－ FEk C/(kb＋ kC) 第 10章 聯(lián)接 (二 )改善螺紋牙間的載荷分布 現(xiàn)象: 螺紋牙間的載荷分布不均 ←螺栓螺母受力性質(zhì)不同 →1/3載荷 集中在第一圈牙上 →第 8～ 10牙不受力 →增厚螺母無效。 使受壓螺母 →受拉螺母 →改善螺紋牙間的載荷分布 圖 1027 （ b）、（ c） 65％破壞發(fā)生在螺母支承面處 原因 : 措施 : 第 10章 聯(lián)接 (三 )減小應(yīng)力集中 增大過渡圓角 切制卸載槽 卸載過渡結(jié)構(gòu) 第 10章 聯(lián)接 (四 )避免或減小附加應(yīng)力 凸臺(tái) 凹坑 →魚眼坑 支承面不平 被聯(lián)接件變形太大 第 10章 聯(lián)接 (五 ) 采用提高強(qiáng)度的工藝措施 冷鐓 (dun)頭部、輾壓螺紋 合理的金屬流線 表面處理： 氰 (qing)化、氮化也能提高疲勞強(qiáng)度。 第 10章 聯(lián)接 167。 109 螺旋傳動(dòng) （要求高效率 →梯形、鋸齒形、矩形 →多線） 按用途分三類 ： 傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋、調(diào)整螺旋 兩者關(guān)聯(lián) 第 10章 聯(lián)接 壓力機(jī) 千斤頂 舉重器 傳力螺旋： 傳遞動(dòng)力 ， 如 舉重器 、千斤頂 、 加壓螺旋 第 10章 聯(lián)接 機(jī)床進(jìn)給絲杠 傳導(dǎo)螺旋： 將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) →直線運(yùn)動(dòng) ， 如 機(jī)床進(jìn)給絲杠 —傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 第 10章 聯(lián)接 調(diào)整螺旋 調(diào)整螺旋 調(diào)整螺旋 ——調(diào)整零件間相對位置 ， 如 機(jī)床 、 儀器及測試裝置中的微調(diào)螺旋 。 第 10章 聯(lián)接 ? 109 后半部分 和 1010不講