第3章-螺纹连接.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * F F/2 F/2 改进措施： (1)采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用 (2)采用无间隙的铰制孔用螺栓。 2.受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接（紧拉） 设缸内流体压强为p，螺栓数目为Z，则缸体周围每个螺栓的平均载荷为 pπD2/4 F = Z D p F F 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 预紧 状态 潘存云教授研制 特别注意，轴向载荷： F2≠ F + F0 加预紧力后→螺栓受拉伸长λb →被连接件受压缩短λm 加载 F 后: 螺栓总伸长量增加为 总拉力为 被连接件压缩量减少为 残余预紧力减少为 F1 很显然 F1F0 被连接件放松了 F1推荐值 见 P51-52 ?λ+λb λm - ?λ F0 F0 受载 变形 松弛 状态 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F2 F2 F2=F + F1 F1 F1 F F λm λb ?λ ?λ F0 F0 螺栓变形 λb 力 F0 arctanCb △λ ?Fb ?Fm 螺栓变形 力 F2 F1 F F0 λb λm 连接件变形 力 F0 arctanCm λm F1推荐值 见 P51-52 力 螺栓变形 arctanCb F= ?Fb +?Fm =(Cb +Cm ) ? λ F1= F0- ? Fm = F0 - Cm ? λ F2= F0 +? Fb = F0 +Cb ?λ Cb +Cm F ?λ= F F2 ?Fb F0 ?λ ?Fm F1 ——相对刚度系数 Cb +Cm Cb F2 = F0 +F Cb +Cm Cb F1 = F0 –F 代入得： 1－ 表3－4　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 Cb +Cm Cb 静强度条件P52式3-25 设计公式P52式3-26 受轴向变载荷的重要连接，还应进行疲劳强度校核。 当工作拉力在0～F之间变化时， 螺栓所受总拉力在F0 ～F2之间变化。 F2 F0 θm θb F 若不考虑摩擦力矩的影响，有 D I 因为σmin =const , 应力工作点M落在ODG I区域内，依据疲劳强度理论有：（P53式3-27） 其中σ-1tc ——螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限。 疲劳极限 σ-1 σ-1tc 10 160～220 120～150 Q215 170～220 120～160 35 220～300 170～220 45 250～340 190～250 40Cr 320～440 240～340 材 料 Ψσ ——材料特性系数 碳素钢 ψσ =0.1～0.2 合金钢 ψσ =0.3～0.3 σmin σ-1e σ-1 σa σm O C A σS G M M’3 Kσ ——综合影响系数 S ——安全系数 见P54 表3-12 这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接接合面处，螺栓杆则受剪切。 3．承受工作剪力的紧螺栓连接 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为 螺栓杆的剪切强度条件为 F —螺栓所受的工作剪力，单位为N； Lmin 铰制孔用螺栓 F F d0 设计时应使 Lmin≥1.25d0 d0 —螺栓剪切面直径（可取螺栓孔直径），单位为mm； Lmin ——螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度， 单位为mm。 P54式3-28 P54式3-29 M-受剪工作面数 §3－7　螺栓的材料和许用应力 一、螺纹连接件材料 螺栓、螺柱、螺钉常用材料：Q215、Q235、35、45等碳素钢； 特殊用途(防磁、导电): 特殊钢、铜合金、铝合金等，并经表面处理 螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为10级。 作为标准零件，螺纹连接件是按其性能等级选用的。对于一定性能等级的螺纹连接件应具备一定的强度极限。 冲击振动场合用：15Cr、40Cr、 30CrMnSi等合金钢。 普通垫圈：Q235、15、 35 弹簧垫圈： 65Mn σｂ=点前数字 X 100；　 σｓ=点前数字 X 点后数字 X 10 选用原则： 一般用途：通常选用4.8级左右的螺栓， 重要场合：要选用高的性能等级， 如在压力容器中常采用8.8级的螺栓。 螺母的性能等级分为7级。 螺母性能等