2015第十章 联 接.ppt

10~15? 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 10~15? 内斜与环槽螺母 均载原理相同?螺母也受拉 内斜螺母因力的作用点外移可使载荷较大的头几圈螺纹牙容易变形，使载荷上移而改善载荷分布不均。 均载 元件 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 内斜螺与环槽螺母 都是改变螺母旋合部分的变形性质，使之和螺栓变形性质相同，均为拉伸变形，从而使螺纹牙上载荷分布趋于均匀； 钢丝螺套 ?加工复杂，仅限于用在重要场合或大型联接。 螺栓连接旋合螺纹牙间载荷分配不均是由于（ ）。 a)螺母太厚b)应力集中c)螺母与螺栓变形大小不同d)螺母与螺栓变形性质不同。 支承面不平 三、减小应力集中 1.增大过渡圆角 2.切制卸载槽 r 四、避免或减小附加应力 被联接件变形太大 3.卸载过渡结构 4.螺纹收尾改为退刀槽 要从结构、制造与装配精度采取措施。 采用凸台或沉孔结构 切削加工支承面 螺纹牙根 弯曲应力 ——————→ 断裂 螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。 引起附加弯曲应力因素： 措施：垫圈、凸台、沉孔等。 思考：采用凸台、沉孔的目的？ 螺栓杆— 凸缘— 3、加载FE后→工作状态 δb0 δc0 Dδ l F0 F0 F0 F0 F0 F0 δb0+ Dδ Dδ δc0—Dδ FE FR FR FE Fa Fa 凸缘→ 变形缩小Δ? 拉力增加— 变形增加Δ? 继续拉长— 压力减小— 螺栓连接的受力与变形关系可以用线图（即力与变形坐标图）来表示。 被连接件受力变形图 力 变形 F0 Ob θb 螺栓受力变形图 F0 力 θc Oc 变形 设螺栓的刚度为kb，被连接件的刚度为kc则： 力 变形 合成受力变形图 从图线可看出，螺栓受工作载荷F时，螺栓总载荷： FR—残余预紧力 （10-16） FR大于0的含义：保证联接的紧密性（即结合面不出现间隙）例如：高压汽轮机合金钢螺栓在设计中一般规定，必须保证螺栓连续工作1-2万h后,其残余锁紧力不小于保持法兰密封所需应力。 残余预紧力FR必须大于零； 对FE没有变化时， FR =(0.2~0.6) FE; 对FE有变化时， FR =(0.6~1.0) FE; 对重要的有紧密性要求的联接，FR =(1.5~1.8) FE; 在一般计算中，先根据联接的工作要求定出FR , 再计算Fa=FE+FR , 最后带入强度计算式： 变形 力 时间 D F 螺栓中总拉力的变化 Fa F0 FR FE K b K c 若轴向工作载荷FE在0～ FE间周期性变化，则 螺栓所受总拉伸载荷应在F0～ Fa间变化。 受变载荷螺栓的计算也按总拉伸载荷Fa进行， 带入强度计算式，不同的是许用应力应按表10—6 和10—7在变载荷项内查取。 螺栓刚度和被联接件刚度对螺栓受力的影响： 变形 力 Fa F0 FR FE ? b0 ? c0 D? 螺栓刚度 Kb=F0 / ?b0 被联接件刚度Kc=F0 / ?c0 DFb DFc 又因为： 螺栓总拉伸载荷另一种表达形式 (10-17) (10-19) (10-18) 称为螺栓的相对刚度系数。 螺栓的相对刚度系数与螺栓及被联接件的材料、尺寸和结构有关，其值在0~1变化，可按(表10-5)或有关资料查取。 式中： 螺栓的相对刚度系数 垫片类型 金属垫片或无垫片 皮革 铜皮石棉 橡胶 0.2~0.3 0.7 0.8 0.9 Kb +Kc Kb 静强度条件： 设计公式： 讨论： 1、当FE、FR一定时， ↓ —→应使 2、 ：不出现缝隙。(由 验算) ——校核式 mm——设计式 在承受轴向工作拉力的螺栓连接中，采用橡胶垫片和采用铁垫片哪一个对连接有利？为什么？ 螺栓间距t0 工作压力 (MPa) 7d 5.5d 4.5d 4d 3.5d 3d t0 (mm) ≤ 1.6 1.6 ~4 4~10 10~16 16~20 20~30 d 对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接。螺栓的间距不大于下表所推荐的取值。 一、螺栓的常用材料（P152） §10-7 螺栓的材料和许用应力 对于特殊用途（如防锈、导电或耐高温）的螺栓连接，采用特种钢或者铜合金、铝合金等。 一般用途：碳素钢；低碳钢和中碳钢，如Q215、Q235、15、35、45等 重要连接（如对于承受冲击、振动或者变载荷的螺纹连接）：合金钢如15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB等 力学性能见表10-5 共有十个等级GB/3098.1-2000