机械设计课件濮良贵版本Ch02.ppt

销的常用材料为35、45钢。 图10-42a是带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，图b是放大的俯视图，其细线表示打入销孔前的形状，实线表示打入后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔不需要铰制，且可多次装拆。 返回目录 式中；F0为预紧力；C为可靠性系数，通常取C=1.1~1.3。m为接合面数目；f为接合面摩擦系数，对于钢或铸铁被联接件可取f =0.1~0.15。求出及Fa值后，可按式(10-12)计算螺栓强度。 从式(10-13)来看，当f =0.15、C=1.2、 m =1时，F0≥8F。即预紧力应为横向工作载荷的8倍，所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸是较大的。 为了避免上述缺点，可用键、套筒或销承担横向工作载荷，而螺栓仅起联接作用(图10-19)。 也可以采用螺杆与孔之间没有间隙的铰制孔用螺栓来承受横向载荷，这些减载装置中的键、套筒、销和铰制孔用螺栓可按受剪切和受挤压进行强度核算、许用切应力[τ]和许用挤压应力[σP] 见表10-6。 受轴向工作载荷的螺栓强度 在图10-21所示的缸体中，设流体压强为p，螺栓数为z，则缸体周围每个螺栓平均承受的轴向工作载荷为 在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷Fa并不等于预紧力F0与FE之和。 螺栓和被联接件受载前后的情况见图10-22．图a是联接还没有拧紧时的情况。 螺栓联接拧紧后，螺栓受到拉力F0而伸长了δb0；被联接件受到压缩力F0而缩短了δc0，如图b所示。 在联接承受轴向工作载荷FE时，螺栓的伸长量增加△ δ而成为δb0 + △ δ ，相应的拉力就是螺栓的总拉伸载荷Fa，如图c所示。 与此同时，被联接件则随着螺栓的伸长而弹回，其压缩量减少了△δ而成为δc0 －△δ，与此相应的压力就是残余预紧力FR(图c)。 工作载荷FE和残余预紧力FR一起作用在螺栓上，所以螺栓的总拉伸载荷为 Fa= FE +FR (10-14) 如图10-23所示，图a和b分别表示F0与δb0和δc0的关系。 螺栓刚度 在联接未受工作载荷时，螺栓中的拉力和被联接伴的压缩力都等于F0，所以把图10-23 a和b合并可得图c。 被联接件刚度 从图c可知，承受工作载荷FE后，螺栓的伸长量为δb0 + △ δ ，相应的总拉伸载荷为Fa；被联接件的压缩量为δc0 －△ δ，相应的残余预紧力为FR；而Fa= FE + FR，此即式(10-14)。 紧螺栓联接应能保证被联接件的接合面不出现缝隙，因此残余预紧力FR应大于零。 当工作载荷FE没有变化时，可取FR =(0.2~0.6) FE，当FE有变化时， FR =(0.6~1.0) FE；对于有紧密性要求的联接(如压力容器的螺栓联接)， FR =(1.5~1.8) FE。 在一般计算中，可先根据联接的工作要求规定残余预紧力FR，其次由式(10-14)求出总拉伸载荷Fa，然后按式(10-12)计算螺栓强度。 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。受变载荷螺栓的粗略计算可按总拉伸载荷Fa进行，其强度条件仍为式(10-12)，所不同的是许用应力应按表10-6和表10-7在变载荷项内查取。 从图10-23可导出各力之间的关系以及螺栓刚度和被联接件刚度对这些力的影响。 而FE= △Fb + △Fc=kb△δ+kc △δ，即 代入上式后得 式中 称为螺栓的相对刚性(刚度)系数。 由式（10-16）可知：在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷Fa等于预紧力F0与部分工作载荷FE之和。 螺栓的相对刚性系数的大小与螺栓及被联接件的材料、尺寸和结构有关，其值在0~1之间变化，一般可按表10-5选取。 §10-7 螺栓的材料和许用应力 螺栓的常用材料为Q215、Q235、 10、35和45钢，重要和特殊用途的螺纹联接件可采用15Cr、40Cr、30CrMnSi等力学性能较高的合金钢。这些材料的力学性能见表9-1。螺纹联接的许用应力及安全系数见表10-6和表10-7。 §10-8 提高螺栓联接强度的措施 螺栓联接承受轴向变载荷时，其损坏形式多为螺栓杆部分的疲劳断裂，通常都发生在应力集中较严重之处，即螺栓头部、螺纹收尾部和螺母支承平面所在处的螺纹。 一、降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围 螺栓所受的轴向工作载荷FE在0~ FE 间变化时，拉伸总拉伸载荷Fa的变化范围为F0~ 若减小螺栓刚度kb或增大被联接件刚度kc都可以减小Fa的变化范围。这对防止螺栓的疲劳损坏是十分有利的。 为了减小螺栓刚度，可