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§5-1 螺纹 §5-3 单个螺栓联接的强度 受拉螺栓的强度 仅受预紧力的螺栓联接 承受轴向载荷的紧螺栓联接 承受轴向载荷的紧螺栓2 承受轴向载荷的紧螺栓3 承受轴向载荷的紧螺栓4 受剪螺栓的强度 螺纹联接组的设计1 §5-4 螺栓组联接受力分析 受横向载荷1 受横向载荷2 承受转矩 T 时1 承受转矩 T 时2 受翻转力矩M时1 受翻转力矩M时2 螺纹联接组的设计1 §5-5 提高螺栓强度的措施 可用载荷变形图分析各力之间的关系。 螺栓的刚度 : Cb 被联接件的刚度:Cm 力 变形 力 变形 力 变形 则螺栓的总拉力 或写成: 受力变形动画 单个螺栓连接的强度计算 令 ,称为螺栓的相对刚度 为保证联接的紧密性,应使 F″ >0 。通常根据工作拉力 F 的性质确定F″。 设计中, 根据F 确定F″ 计算满足F″所需的F′ 计算总拉力 计算螺栓的强度。 2.受轴向静载荷时螺栓连接的强度计算 强度验算: ≤ 设计式为: ≥ 单个螺栓连接的强度计算 单个螺栓连接的强度计算 3.受轴向循环载荷时螺栓连接的强度计算 静强度计算(同上) 疲劳强度计算 螺栓的工作载荷在0~F之间循环变化时,螺栓所受的总拉力将在F ? ~ F0之间循环变化 ≤[?a] 受轴向循环载荷螺栓的拉力变化 1、螺栓杆的剪切强度条件为: 式中:Fs-螺栓所受的工作剪力(N); ds-螺栓剪切面的直径(mm); m-螺栓受剪面数; -螺栓的许用切应力。 铰制孔螺栓联接的强度计算 其主要失效形式为: 螺栓被剪断 孔壁被压溃 单个螺栓连接的强度计算 2、螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为: 式中: h-计算对象( 即 最小者)的挤压面高度(mm); -计算对象的许用挤压应力(Mpa) 单个螺栓连接的强度计算 螺纹联接件的许用应力 螺纹连接的许用应力受诸多因素的影响,如材料性能、热处理工艺、结构尺寸、载荷性质、使用工况等。必须综合上述各因素确定许用应力,一般设计时可参阅表14-8,14-9,14-10,14-11。 螺栓组连接的结构设计 螺栓组连接的受力分析与计算 第五节 螺栓组连接的结构设计与强度计算 设计螺栓组连接时,通常是先进行结构设计,即确定结合面的形状、螺栓布置方式和数目,然后按螺栓组的结构和承载状况进行受力分析。 为了便于加工制造和对称布置螺栓,保证连接结合面受力均匀,通常联接结合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。 螺栓布置应使各螺栓的受力合理。 为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线,通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数。 螺栓的排列应有合理的间距、边距。各螺栓之间的距离大小既要保证联接的可靠性又要考虑装拆方便,还应留有足够的扳手空。 螺栓组连接的结构设计 螺栓组连接的设计 扳手空间 螺栓组连接的设计 应保证螺栓与螺母的支承面平整,并与螺栓轴线相垂直,以避免引起偏心载荷。为此,应将被连接件的支承表面制成凸台或沉头座当支承面倾斜时,可采用斜面垫圈 凸台与沉头座 螺栓组联接的基本受载类型: 2.受横向载荷 F S F S 4.受倾覆力矩 O M 3.受转矩 r i O T 1.受轴向载荷 F F S 假设:所有螺栓的刚度和预紧力均相同; 被联接件为刚体; 各零件的变形在弹性范围内。 螺栓组连接的受力分析与设计 螺栓组连接的设计 一、承受轴向载荷的螺栓组连接 如图所示为压力容器的螺栓组连接,所受轴向总载荷FQ通过螺栓组形心,螺栓组各螺栓所受的工作载荷 相等。 螺栓数目 注:如 FQ不通过螺栓组的形心,应向形心平移后再计算。 螺栓组连接的设计 轴向外载荷 受轴向载荷的螺栓组连接 二、承受横向载荷的螺栓组连接 1.普通螺栓连接 螺栓预紧后在被联接件的接触面上产生正压力,靠由此产生的摩擦力承受 。 保证被联接件不相对滑动,须满足: 则所需预紧力为 式中:K-可靠性系数 -结合面的摩擦因数 m-结合面数 螺栓组连接的设计 受横向载荷的螺栓组连接 2. 受铰制孔螺栓连接 各螺栓承受的横向力 相等。 分别进行剪切强度和挤压强度计算。 螺栓组连接的设计 三、承受转矩 T 的螺栓组连接 连接受载后有绕螺栓组形心转动的趋势,螺栓受力情况与承受横向工作载荷的螺栓连接类似 承受转矩的螺栓组连接 1.普通螺栓连接 靠结合面上的摩擦力承受T 。 保证底板在 T 作用下不转动,须满足 ≥ 则所需预紧力 ≥ 螺栓组连接的设计 r1、r2、…rz——各螺栓中心与螺栓组形心间的距离。 2. 铰制孔螺栓连接 各螺栓所受的工作剪力
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