螺栓联接和螺旋传动.ppt

一、螺栓联接的结构设计 接合面：形状简单，螺栓组的对称中心与接合面的型心重合，如圆形、环形、矩形、三角形等 螺栓数量：取偶数，便于分度、钻孔；铰制孔用螺栓沿受力方向布置的数目不宜超过8个，以免受力过于不均匀 3. 布置： 螺栓间距注意扳手空间；注意紧密要求的联接（教材p77表5-5）；对受弯矩、扭矩作用的螺栓，应靠近边缘布置，以减小受力 4. 附加结构：对同时受横向、轴向载荷作用的普通螺栓联接，可适当采用抗剪零件；另外还要注意选择合适的放松装置;结构上保证避免产生附加弯矩 思考题 简述提高螺栓联接强度的措施有哪些？ 当被联接件受横向载荷时，螺栓是否一定受剪切？ 简述在设计受倾覆力矩作用的螺栓联接时，应满足哪些条件？如何满足？ 对于受变载荷的螺栓，可采用哪些措施减小螺栓的应力幅？ 螺栓中的附加应力是怎样产生的？为避免附加应力，应采用哪些措施？ （3）受压结合面的挤压强度校核，受拉结合面防止出现间隙的检验　 ——防止结合面被压碎的条件 ——防止结合面出现间隙的条件 ——接合面在受载前由预紧力而产生的挤压应力 ——结合面的有效面积 ——结合面的许用挤压应力，表５－７ ——加载后在结合面上产生的附加挤压应力最大值。 （2）确定螺栓的轴向总拉力： ——结合面的抗弯截面系数 故： ——地基的相对刚度，其值近似接近于１ 实例分析 图示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架，已知总载荷FΣ=4800N,其作用线与垂直线的夹角α=50°，底板高h=340mm，宽b=150mm，设计此螺栓联接。 解：1、螺栓组结构设计：z=4,结构如图所示。 2、螺栓受力分析： 轴向载荷 横向载荷 倾覆力矩 在轴向载荷作用下各螺栓所受工作拉力： FΣV 在倾覆力矩作用下，上面螺栓受力最大，即： 则上面螺栓所受工作载荷为： 在横向载荷作用下，结合面不产生滑移的条件： 注意：列出本式目的是确定预紧力，在预紧力压紧结合面时，轴向载荷使预紧力的作用减小，M的影响可忽略不计 上面的单个螺栓所受的总轴向拉力： 3、确定螺栓直径 选螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，查得： 确定螺栓直径 查手册，确定螺栓直径d=12mm,d1=10.106mm8.6mm，满足强度条件 4、校核结合面工作能力 防止下端结合面被压碎条件 由表5-7查得： 故结合面不会被压碎 防止上端结合面松动 故结合面不会松动 5、校核预紧力是否合适 参考p66式52，对碳素钢要求： 满足要求 6、确定螺栓的类型、长度、以及螺母、垫片等结构尺寸，略。 作业：5-4 F0 F0 受横向载荷——普通螺栓——F0 受横向载荷——铰制孔螺栓——F 小结 fF0ri Fi ri 受转矩——普通螺栓——F0 受转矩——铰制孔螺栓——Fmax 受轴向载荷——普通螺栓——F ~螺栓的刚度 ~被联接件的刚度 ~螺栓联接的相对刚度，除与螺栓、被联接件以外还与垫片的材料有关。 若Cm?Cb? ?则F2?，对 螺栓受力有利 设计时一般推荐： 垫片材料 金属垫片或无垫片 0.2~0.3 皮革垫片 铜皮石棉垫片 橡胶垫片 0.7 0.8 0.9 校核公式： 设计公式： 应用：各种压力容器等螺栓联接。 分析：为减小相对刚度，常采用大柔度螺杆，例如：中空式，腰状螺杆等；采用钢制垫片或无垫片。 3、受预紧力和轴向变载荷作用 当工作拉力在0~F之间变化时，螺栓所受总拉力将在F0~F2之间变化。此时，螺栓除按强度校核外，还要校核疲劳强度，即按σmin=C 校核。 式中： 螺栓材料拉压对称循环疲劳极限（表5-4） 材料常数，碳钢：ψσ =0.1~0.2合金钢： ψσ =0.2~0.3 综合影响系数K=kσ/εσ, kσ见附表3-6， εσ见附表3-7 安全系数，见表5-10 4、承受工作剪力的紧螺栓联接 螺栓：铰制孔用螺栓 失效形式：螺栓被剪断；螺栓或被联接件孔壁被压溃 分析时不考虑预紧力与螺旋面间摩擦力 挤压强度条件 剪切强度条件 式中： 螺栓所受工作剪力（N） 螺栓剪切面直径（mm）,按d查手册 螺栓与孔壁挤压面最小高度（mm）,Lmin≥1.25d0 许用挤压应力（MPa）见式5-41~5-42 许用剪切应力（MPa）见式5-40 单个螺栓联接及其受载情况： 普通螺栓 松联接螺栓——只受轴向工作载荷，无预紧力 紧联接螺栓 只受预紧力F0 受预紧力F0和轴向载荷F（静载或变载） 铰制孔用螺栓联接——只受横向工作载荷F (拧紧但无预紧力) 强度计算公式小结 类别 松螺栓联接 只受预紧力的紧螺栓联接 受预紧力和轴向载荷的紧螺栓联接 受横向载荷的铰制孔用螺栓联接 强度准则 练 习 1. 在紧联接螺栓的迁都计算中的载荷为1.3F0(或1.3F2)，其中1.3的含义是什么？ 2. 在受轴向载荷的紧