【正文】 受力分析 橫向力 旋轉(zhuǎn)力矩 軸向力 翻轉(zhuǎn)力矩 F=FA/z ????ziirrMF12m a xm a xzmfFkF Rf????0受拉 zFF R /?受剪 ???? ziifrfTkF10受拉 ??? ziirTrF12maxmax受剪 受拉螺栓 受變載： ][4/ 210 ??? ?? d Fca緊聯(lián)接 受 F0和 F ][4/20??? ??? dm F ][m i n0pp hdF ?? ???][4/21??? ?? d Fσa影響疲勞強(qiáng)度 ][4/ 212 ??? ?? d Fca單個螺栓強(qiáng)度計算 受剪螺栓： 松聯(lián)接： 僅受 F0： 受靜載： F2=F+F1 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 返回目錄 前一頁 后一頁 退 出 例題 圖示塔接板 ， 用 4個普通螺栓連接 ， 每個螺栓危險剖面面積為 225mm2， 作用在聯(lián)連板上的橫向外力 F=18000N， 接合面間的摩擦系數(shù) F=， 防滑系數(shù) KS=， 求螺栓承受的最小工作應(yīng)力 。 避免或減小附加載荷 措施：墊圈、 凸臺、沉孔 等。 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)。 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。 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。 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 。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。39。 [ ]??? ??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 。 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。 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。 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。 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 。 KNCCFFFmbmb3 0 0 01)2 0 0 01 0 0 0()(t a nt a n?????????????????????KNCFFFFFFFCmCCFFbbb4000110005000220002??????????????????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) 。 有密封要求的 F0 =(～ )F。 變形 F0 λb 力 λ m △ λ F 2 F 1 F θb θm 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 結(jié)論： 上述分析可見：螺栓承受的總拉力 F2 ≠ F0 + F 當(dāng) F0 及 F 一定時， F2 取決于 Cb /( Cb+ Cm) Cb↓ （ Cm↑ ） → 螺栓受力 F2 ↓ ，取應(yīng)采用剛度較小的螺栓，剛度較大的被連接件。 —→ 各螺栓組平均受載： F =F∑/z 第五章 螺紋連接與螺紋傳動 F0 F0 λ b λ m 變形 F0 λb 力 力 Ob Om 變形 λm F0 螺栓 被連接件 Om λ m △ λ △λ △λ ?? ??m?? ??bF 2 F 1 F （ 1）受力分析 變形受力過程： 無變形 → F0→ λ b λ m →+F→ λmΔ λ 2 λ b+Δ λ 1 變形協(xié)調(diào)條件： Δ λ 1= Δ λ 2 =Δ λ FFFFF ????? 012第五章 螺紋連接與螺紋傳動 變形 F0 λb 力 λ m △ λ F 2 F 1 F θb θm （ 2）受力變形圖 ????????? )( mb CCFFFmb CCF??? ? 故設(shè)螺栓所承受的工作力 F： 令 bb Δ λ Cθ Δ λ ΔF ?? t a nmm CΔΔF ??? ??? t a n 39。 工作條件： F1r1+ F2r2+ … + Fzrz≥ T 即 Fsi與 ri成正比： 變形協(xié)調(diào)條件 ：底板視為剛體， ri↑ —→ 剪切變形量 ↑ —→F si↑ iirFrF ?m a xm a xzzrFrFrF ??? ?2211 ii rrFFm a xm a x??????? ziiz rTrrrrTrF12m a x22221m a xm a x ?TrrrrrF z ????? )( 2232221maxmax ?第五章 螺紋連接與螺紋傳動 返回目錄 前一頁 后一頁 退