【正文】 適應。一般都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀，便于加工制造，且使聯(lián)接的接合面受力比較均勻。螺栓的數(shù)目應取為易于分度的偶數(shù)，以利于劃線鉆孔。同一組螺栓的材料直徑和長度應盡量相同，以簡化結(jié)構(gòu)和便于裝配。應有合理的釘距、邊距和足夠的板手空間被聯(lián)接件上的支承面應做成凸臺或沉頭座，以免引起偏心載荷而削弱螺栓的強度。 螺栓組連接的受力分析: 螺栓組連接受力分析的任務是求出連接中各螺栓受力的大小，特別是其中受力最大的螺栓及其載荷。分析時，通常做以下假設(shè)：① 被連接件為剛性；② 各螺栓的拉伸剛度或剪切剛度（即各螺栓的材料、直徑和長度）及預緊力都相同；③ 螺栓的應變沒有超出彈性范圍。典型螺栓組受力分析的方法：1. 受軸向力FQ的螺栓組連接,其載荷通過螺栓組形心，因此各螺栓分擔的工作載荷F相等。設(shè)螺栓數(shù)目為z，則F=FQ/。2. 受橫向載荷FR的螺栓組連接，螺栓沿載荷方向布置，載荷可通過受拉、受剪兩種不同方式傳遞。(1) 用受拉螺栓連接：螺栓只受預緊力F39。，靠接合面間的摩擦來傳遞載荷。假設(shè)各螺栓連接接合面的摩擦力相等并集中在中心處，則根據(jù)板的平衡條件得F39。 =KfR/zmfs. Kf—考慮摩擦傳力的可靠系數(shù)，～,fs—接合面摩擦系數(shù)，對于鋼鐵零件，當接合面干燥時，fs＝～；當接合面沾有油時，fs＝～；m—接合面數(shù)目；z—螺栓數(shù)目.(2) 用受剪螺栓連接時，靠螺栓受剪和螺栓與被連接件相互擠壓時的變形來傳遞載荷。連接中的預緊力和摩擦力一般忽略不計。假設(shè)各螺栓受均勻載荷Fs，則根據(jù)板的靜力平衡條件得:Fs=FR/z. :(1) 用受拉螺栓連接：假設(shè)各螺栓連接接合面的摩擦力相等并集中在螺栓中心處，與螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心O的連線垂直，根據(jù)底板的靜力平衡條件得 fF`r1＋fF`r2＋…＋fF`rz＝kfT或F`＝kfT/[f(r1+r2+…rz)] F`螺栓需要的預緊力，rr… 、rz——各螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的距離，下角標代表螺栓序號。(2) 當用受剪螺栓連接時，各螺栓的工作載荷Fs與其中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直。忽略連接中的預緊力和摩擦力，則根據(jù)底板的靜力平衡條件得FS1r1＋FS2r2＋...＋Fsiri＝T根據(jù)螺栓的變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的剪切變形量與其中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的距離ri成正比。因為螺栓剪切剛度相同，所以各螺栓的剪力也與這個距離成正比，設(shè)rmax為受最大剪力Fmax 的螺旋軸線到旋轉(zhuǎn)中心的距離，于是Fmax/rmax=F1/r1= …=Fsi/ri, Fmax＝Trmax/(r12+r22+…+ri2),T=Fmax(r12+r22+…+ri2)/rmax Fsi第i個螺栓受的橫向工作剪力；Fmax受載最大（離螺栓組形心最遠）的螺栓承受的工作剪力。4. 受翻轉(zhuǎn)力矩M的螺栓組連接:受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接，采用受拉螺栓。擰緊后，螺栓受預緊力。假設(shè)被連接件是彈性體，其接合面始終保持為一平面，且在M作用下底板有繞通過螺栓組形心的軸線O－O翻轉(zhuǎn)的趨勢，則軸線左邊螺栓受到工作載荷F，右邊螺栓相當于受了負的拉力，其預緊力將減小。就底板而言，則是左半邊螺栓的緊固力增大，而右半邊基座的反抗壓力以同樣大小增大。根據(jù)底板的靜力平衡條件得F1r1＋F2r2＋…＋Fzrz＝M根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的拉伸變形量與其中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線的距離成正比。因為螺栓拉伸剛度相同，所以左邊螺栓的工作載荷和右邊基座在螺栓處的壓力也與這個距離成正比，于是FF……等可通過連立解上兩式求出。例如，距底板翻轉(zhuǎn)軸線最遠的10兩個左邊螺栓受力最大F1＝F10＝ 單個螺栓連接的強度計算：螺紋連接根據(jù)載荷性質(zhì)不同，其失效形式也不同：受靜載荷螺栓的失效多為螺紋部分的塑性變形或螺栓被拉斷；受變載荷螺栓的失效多為螺栓的疲勞斷裂；對于受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接，其失效形式主要為螺栓桿剪斷，栓桿或被連接件孔接觸表面擠壓破壞；如果螺紋精度低或連接時常裝拆，很可能發(fā)生滑扣現(xiàn)象。1. 受拉松螺栓連接強度計算 （問題：松緊螺栓連接有何區(qū)別？強度計算上有什么不同？）1）松螺栓連接裝配時不需要把螺母擰緊，在承受工作載荷前，除有關(guān)零件的自重（自重一般很小，強度計算時可略去。）外，連接并不受力。當螺栓承受軸向工作載荷 F (N)時，其強度條件為式中： d1——螺紋小徑，mm；[σ]——松連接螺栓的許用拉應力，Mpa。2）緊螺栓 螺栓連接裝配時需要把螺母擰緊，在承受工作載荷前螺栓已受螺紋力矩T1和預緊力F39。的作用。根據(jù)所受拉力不同，緊螺栓連接可分為只受預緊力、受預緊力和靜工作拉力及受預緊力和變工作拉力三類。① 只受預緊力的緊螺栓連接。栓桿除受預緊力F`引起的拉應力σ外還受到螺紋力矩T1引起的扭轉(zhuǎn)切應力。由于螺栓材料是塑性材料，按照第四強度理論，當量應力σe為故螺栓螺紋部分的強度條件為：、② 受預緊力和工作載荷的緊螺栓連接。這種連接擰緊后螺栓受預緊力F`，工作時還受到工作載荷F。一般情況下，螺栓的總拉力F0并不等于F與F`之和。螺栓所受的總拉力F0應等于剩余預緊力F與工作拉力F之和。F0=F`+Fc1/(c1+c2). Kc=c1/(c1+c2)稱為螺栓的相對剛度系數(shù)。螺栓的相對剛度系數(shù)的大小與螺栓及被連接件的材料、尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)，其值在0～=(πd21)≤[σ]　用于靜載荷計算。用于變載。受剪螺栓連接：連接損壞的可能形式有：螺栓被剪斷，栓桿或孔壁被壓潰等。在計算時，這種連接的預緊力和摩擦力可忽略不計。設(shè)螺栓所受的剪力為Fs，則栓桿的抗剪切強度條件為 τ=4Fs/(πd2m)≤[τ]　栓桿與被連接件孔壁的抗擠壓強度條件為Fs≤dh[σp] Fs單個螺栓承受的橫向工作剪力；m、d螺栓桿受剪面數(shù)、直徑。h擠壓面最小高度。問題：什么是受拉和受剪螺栓連接？試從結(jié)構(gòu)特點受力分析失效形式應用場合比較。問題：提高螺栓連接疲勞強度的措施有哪些？螺旋傳動 螺紋的類型和應用：牙型：(1)三角形螺紋（普通三角螺紋、管螺紋)，(2)矩形螺紋 牙型角為0176。，傳動效率高，但齒根強度較低，適用于作傳動螺紋(2)梯形螺紋 牙型角為30176。，是應用最廣泛的一種傳動螺紋(3)鋸齒形螺紋 兩側(cè)牙型斜角分別為β＝3176。和β39。＝30176。前者的側(cè)面用來承受載荷，可得到較高效率；后者的側(cè)面用來增加牙根強度。適用于單向受載的傳動螺旋。旋向：左，右。旋線數(shù)目：單線，多線。分布：內(nèi)螺紋，外螺紋。 螺紋的主要參數(shù)：大徑、：與外螺紋的牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱面的直徑；這個直徑是螺紋的公稱直徑(管螺紋除外)。小徑、：與外螺紋的牙底 (或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱面的直徑。常用作危險剖面的計算直徑。中徑、：是一假想的與螺栓同心的圓柱直徑，此圓柱周向切割螺紋，使螺紋在此圓柱面上的牙厚和牙間距相等。螺距：螺距是相鄰兩螺牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，是螺紋的基本參數(shù)。線數(shù)：螺紋的螺旋線根數(shù)。沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋，沿條等距螺旋線形成的螺紋稱為線螺紋。導程：螺栓在固定的螺母中旋轉(zhuǎn)一周時，沿自身軸線所移動的距離。在單頭螺紋中，螺距和導程是一致的，在多頭螺紋中，導程等于螺距和線數(shù)的乘積?！∩铅耍郝菁y中徑上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸心線的平面之間的夾角；由幾何關(guān)系可得牙型角α：是螺紋牙在軸向截面上量出的兩直線側(cè)邊間的夾角。牙廓的工作高度：是螺栓和螺母的螺紋圈發(fā)生接觸的牙廓高度。牙廓的高度是沿徑向測量的。工作高度等于外螺紋外徑和內(nèi)螺紋內(nèi)徑之差的一半。三、螺紋副的受力關(guān)系、效率和自鎖：擰緊螺母時，可看作推動重物沿螺紋表面運動。可視為滑塊在斜面上運動。旋緊螺母時作用在螺紋中徑上的水平推力(圓周力)：轉(zhuǎn)動螺紋需要的轉(zhuǎn)矩為：Q為集中力，向下。螺桿傳動的效率為：同理，可得到松開螺母時的圓周力和效率分別為：　、自鎖條件為：為當量摩擦角，當量摩擦系數(shù)為實際摩擦系數(shù)，為螺旋副所受的軸向力。其余三種螺紋用于傳動。為提高傳動效率，線數(shù)要盡可能地多一些，但線數(shù)過多，加工困難，所以，常用的線數(shù)為2～3，最多到4。滾動軸承 根據(jù)滾動體形狀，滾動軸承大致可分為球軸承和滾子軸承；按其承受負荷的主要方向，則可分為向心軸承和推力軸承。 滾動軸承的計算準則：決定軸承尺寸時，要針對主要失效形式進行必要的計算。一般工作條件的回轉(zhuǎn)滾動軸承，針對疲勞點蝕，應進行接觸疲勞壽命計算按基本額定動載荷計算；對于低速或受沖擊載荷、重載的軸承，針對塑性變性，只需作靜強度計算；高速軸承由于發(fā)熱而造成的粘著磨損、燒傷是主要的失效形式，除進行壽命計算外，還需核驗極限轉(zhuǎn)速。 滾動軸承的校核計算：1．軸承壽命：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞剝落擴展跡象前運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)。批量生產(chǎn)的元件，由于材料的不均勻性，導致軸承的壽命有很大的離散性，最長和最短的壽命可達幾十倍，必須采用統(tǒng)計的方法進行處理。2．基本額定壽命：是指90%可靠度、常用材料和加工質(zhì)量、常規(guī)運轉(zhuǎn)條件下的壽命，以符號L10（r）或L10h（h）表示。3．基本額定動載荷（C）：基本額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)（106）時軸承所能承受的恒定載荷。即在基本額定動載荷作用下，軸承可以工作106 轉(zhuǎn)而不發(fā)生點蝕失效，其可靠度為90%?；绢~定動載荷大，軸承抗疲勞的承載能力相應較強。4．基本額定靜載荷（徑向C0r，軸向C0a）：是指軸承最大載荷滾動體與滾道接觸中心處引起以下接觸應力時所相當?shù)募傧霃较蜉d荷或中心軸向靜載荷。 壽命校核計算公式:PεL10= =可靠度為90%為依據(jù)的。由此可得當軸承的當量動載荷為P時以轉(zhuǎn)速為單位的基本額定壽命L10為Cε1= PεL10 L10=(C/P)ε 106r 若軸承工作轉(zhuǎn)速為n r/min，可求出以小時數(shù)為單位的基本額定壽命Lh=L10/60n=16670(C/P)ε / 39。，則可按下式求得相應的計算額定動載荷C39。，它與所選用軸承型號的C值必須滿足下式要求 當量動載荷:在實際工況中，滾動軸承常同時受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命時將基本額定動載荷與實際載荷在相同條件下比較，需將實際工作載荷轉(zhuǎn)化為當量動載荷。在當量動載荷作用下，軸承的壽命與實際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。當量動載荷P的計算公式是P=XFr+，N；Fa軸向載荷，N；X，Y徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù). 角接觸軸承的載荷計算:　對7類軸承，由于本身結(jié)構(gòu)的特點，當有徑向力作用時會產(chǎn)生派生FS，在計算時應考慮。六、軸承作用力在軸上的作用點：軸上支點是在滾動體與滾道接觸點法線與軸線交點上 軸向力的計算：分析角接觸軸承所受的軸向載荷要同時考慮由徑向力引起的附加軸向力和作用于軸上的其他工作軸向力，根據(jù)具體情況由力的平衡關(guān)系進行計算。計算步驟見課本。計算角接觸軸承軸向力的方法可歸納如下：1）判明軸上全部軸向力（包括外載荷和軸承的附加軸向力）合力的指向，確定壓緊端軸承；2）壓緊端軸承的軸向力等于除本身的附加軸向力外其他所有軸向力的代數(shù)和；3）另一端軸承的軸向力等于它本身的附加軸向力。19 /