2011年06月44受预紧力和轴向载荷的螺栓联接.ppt

2011年06月 河南理工大学机械与动力工程学院 第10章 连接 第1节 螺纹 第3节 螺纹连接的基本类型 特点和应用：无须在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广。用于可制通孔的场合。分为受拉螺栓联接和受剪螺栓联接。 特点和应用：座端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中，用于受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。 特点和应用：不用螺母，而且能有光整的外露表面，应用于与双头螺柱联接相似，但不宜用于时常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔。 特点和应用：旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。 第4节 螺纹连接的预紧和防松 机械防松实例 第5节 螺栓连接的强度计算 第6节 螺栓组的结构设计 第7节 键连接 第7节 键连接 2．半圆键联接 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。常用与锥形轴端与轮毂的联接。 第7节 键连接 圆盘铣刀铣键槽 第7节 键连接 对顶螺母 第4节 螺纹连接的预紧和防松 尼龙圈锁紧螺母 第4节 螺纹连接的预紧和防松 开口销 第4节 螺纹连接的预紧和防松 带翅垫片 第4节 螺纹连接的预紧和防松 止动垫片 第4节 螺纹连接的预紧和防松 串联钢丝 第4节 螺纹连接的预紧和防松 第4节 螺纹连接的预紧和防松 冲点法 第4节 螺纹连接的预紧和防松 粘合法 第4节 螺纹连接的预紧和防松 焊点法 第4节 螺纹连接的预紧和防松 单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。 根据联接的的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和受剪螺栓。 失效形式和设计准则 对受拉螺栓，主要失效形式为螺纹部分的塑性变形或断裂；经常装拆时绘因磨损而发生滑扣，故其设计准则主要保证螺栓杆有足够的拉伸强度。 对于受横向载荷的铰制孔螺栓，主要失效形式为螺杆被剪断，螺杆或孔壁被压溃，故其设计准则应保证螺栓杆和被联接件具有足够的剪切强度和挤压强度。 螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大径）d 等。 1.松螺栓联接 强度条件： 设计公式： d1计算出后,再按标准查选螺纹的公称直径。 受轴向载荷的螺栓联接 第5节 螺栓连接的强度计算 2.紧螺栓联接 只受预紧力紧螺栓联接 螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强度理论，可求出螺栓危险剖面的当量应力为： 校核公式为： 设计公式为： 第5节 螺栓连接的强度计算 受预紧力和轴向载荷的螺栓联接 缸体周围每个螺栓平均承受的轴向工作载荷为： 在气缸内具有工作介质之前，每个螺栓均已按规定的预紧力F’拧紧。在承受轴向工作载荷F后，螺栓实际承受的总拉伸载荷F0并不等于F’与F之和。 第5节 螺栓连接的强度计算 螺栓预紧后的受力分析 第5节 螺栓连接的强度计算 螺栓加载后的受力分析 第5节 螺栓连接的强度计算 工作载荷F和残余预紧力F″一起作用在螺栓上，故螺栓的总拉伸载荷为： 紧螺栓联接在轴向力作用下应能保证被联接件的结合面不出现缝隙，即残余预紧力应大于零。当工作载荷F稳定时，取 当工作载荷F不稳定时，取 对于有紧密性要求的的联接（压力容器），取 一方面抵抗工作载荷 一方面压紧被连接件 螺栓受力 第5节 螺栓连接的强度计算 在一般计算中，可先根据联接的工作要求选定残余预紧力，求出总拉伸载荷F0。强度条件： 螺栓总拉伸载荷也可以表示为： 图中，螺栓的刚度 被联接件的刚度 第5节 螺栓连接的强度计算 为保证联接在承受轴向载荷后仍保持所要求的残余预紧力，需加的预紧力为： 称为螺栓的相对刚度系数，可按下表选取。 0.9 0.8 0.8 0.2～0.3 相对刚度系数 橡胶垫片 铜皮石棉垫片 皮革垫片 金属垫片或无垫片 垫片类别 第5节 螺栓连接的强度计算 铰制孔螺栓联接，螺栓杆与孔壁件没有间隙，通常采用基孔制过渡配合，受力特点：螺栓受载前后不需预紧，横向载荷靠螺栓杆与螺栓孔壁之间的相互挤压传递。 挤压强度条件 剪切强度条件 受横向载荷的螺栓联接 第5节 螺栓连接的强度计算 当采用普通螺栓联接，当联接承受相同的横向载荷FR时，因螺栓与孔之间留有间隙，故横向载荷FR靠被联接件的结合面压紧后所产生的摩擦力来平衡。 为使被联接件之间不发生相对滑动，螺栓联接所需的预紧力为： 减载装置 轴向力过大，可靠？ 第5节 螺栓连接的强度计算 要设计成轴对称的几何形状 结构设计时应综合考虑以下几方面的问题： 螺栓的布置应使螺栓的受力合理 第6节 螺栓组的结构设计 分布在同已圆周上的螺栓数目应取为偶数。同一组