第03章：螺纹连接.ppt

第3章：螺纹连接与螺旋传动 D1 D 6、强度级别 七、螺栓连接的其他问题 (4)螺栓组上外部载荷的类型：翻转力矩M （4）螺栓组受外载荷为倾覆力矩M时单个螺栓的总载荷F2 假设螺栓变形后接合面仍然是一个平面 F2= FMmax+ F1 单个螺栓的受力分析总结 螺栓组的外载荷 单个螺栓的总载荷F2 螺栓的应力 横向载荷FH 普通螺栓：轴向载荷F2 (3.2b) 正应力 铰孔螺栓：横向载荷F2 (3.3b) 挤压/剪应力 扭矩T 普通螺栓：轴向载荷F2 (3.8b) 正应力 铰孔螺栓：横向载荷F2 (3.9) 挤压/剪应力 轴向载荷Fa 一般用普通螺栓，轴向载荷 正应力 F2 (3.11a/b，3.16) 翻转力矩M 一般用普通螺栓，轴向载荷 正应力 F2 (3.19a，b) 结论：普通螺栓只承受轴向载荷，铰孔螺栓只承受横向载荷 因此，只要考虑这两种载荷作用下螺栓的强度计算 3.5、单个螺栓连接的强度设计 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 （1）松螺栓连接 （2）紧螺栓连接，只有预紧力F0 （3）紧螺栓连接，既有预紧力F0 ，又有外部载荷F 3.5.2、铰制孔用螺栓连接的强度设计 （1）挤压强度设计 （2）剪切强度设计 查手册确定螺栓的规格 （1）松螺栓连接 F是螺栓受的总轴向载荷, F2= F 3.5、单个螺栓连接的强度设计 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 选择螺栓的规格 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 （2）紧螺栓连接，只有预紧力F0 失效形式？ FH/(2z) FH/(2z) FH/z FQH=FH/z—单个螺栓的横向外载荷 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 （3）紧螺栓连接，既有预紧力F0又有外部载荷F 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 （3）紧螺栓连接，既有预紧力F0又有外部载荷F 3.5.1、普通螺栓连接的强度设计 当i=1、z=1、f=0.15、Ks=1.2时 F0≥8 FH 3.5.2、铰制孔用螺栓的强度设计 （1）挤压强度设计 （2）剪切强度设计 FH/z FH/(2z) FH/(2z) L１ L3 L2 i － 被连接件的接合面数 3.5.3、螺纹连接的材料及许用应力 （1） 螺纹联接件的材料 常用低碳钢（Q215、10钢）和中碳钢（Q235、35钢、45钢）。可采用低碳合金钢、合金钢，如 15Cr、40Cr、30CrMnSi钢等（冲击、振动和变载荷） （2） 螺纹联接件的性能等级 国家标准规定，螺纹联接件按机械性能分级。如3.6，小数点前的数字为σB/100，小数点后的数字为10×（σS/σB） 表3.11 螺栓、螺钉和螺柱的性能等级（摘自GB3098.1-82） 性能等级(标记) 抗拉强度σB/MPa 屈服极限σS(或σ0.2)/MPa 推荐材料 低碳钢 低碳钢或中碳钢 中碳钢、低碳合金钢，淬火并回火 中碳钢，低、中碳合金钢，合金钢，淬火并回火 合金钢，淬火并回火 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 300 400 500 600 800 900 1000 1200 180 240 320 300 400 480 640 720 900 1080 3.5.3、螺纹连接的材料及许用应力 3.5.3、螺纹连接的材料及许用应力 （3） 螺纹联接件的许用应力 表3.10 铰制孔螺栓联接的许用应力及安全系数 剪切 挤压 许用应力（MPa） 许用应力（MPa） 静载荷 变载荷 钢 钢 铸铁 铸铁 2.5 Sτ Sp 3.5~5 1.25 2～2.5 按静载降低20％～30％ 3.5.3、螺纹连接的材料及许用应力 表3.9 受拉螺栓的许用安全系数 装配情况 公称直径 螺栓 材料 载荷性质 静载荷 变载荷 紧联接 （不控制预紧力） 紧联接 （控制预紧力） 松联接 碳素钢 碳素钢 合金钢 合金钢 钢 1.2~1.5 1.2~1.7 1.2~1.5 － M6~M16 M16~M30 M30~M6