第三节 单个螺栓连接强度计算xuan.ppt

2）对于铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置8个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均； 3）当同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，采用抗剪零件来承受横向载荷。 2、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理 5-5螺栓组连接设计与受力分析 一、结构设计原则 3、螺栓的排列应有合理的间距、边距 布置螺栓时，各螺栓轴线之间以及螺栓轴线与机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。 5-5螺栓组连接设计与受力分析 一、结构设计原则 4、分布在同一圆周的螺栓数目,宜取偶数,以便在圆周上钻孔时,分度和划线。在同一圆周的螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同。 5-5螺栓组连接设计与受力分析 一、结构设计原则 5、避免偏心载荷作用 1）被连接件支承面不平突起 2）表面与孔不垂直 3）钩头螺栓连接 5-5螺栓组连接设计与受力分析 一、结构设计原则 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 1．受横向载荷 2．受转矩 3．受轴向载荷 4．受倾覆力矩 受力分析的目的：根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。 受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； 受载后连接接合面仍保持为平面。 受力分析的类型： 螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； 1）普通螺栓连接 对于普通螺栓连接，应保证连接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。 二、螺栓组连接的受力分析 1、受横向载荷的螺栓组连接 5-5螺栓组连接设计与受力分析 Ks为防滑系数，设计中可取Ks =1.1~1.3。 2）铰制孔螺栓连接 假设每个螺栓的受力相等，则单个螺栓所受的横向工作剪力F为： 二、螺栓组连接的受力分析 1、受横向载荷的螺栓组连接 5-5螺栓组连接设计与受力分析 2、受横向扭矩螺栓组连接 1）普通螺栓连接 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 采用普通螺栓，是靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。 2）铰制孔螺栓组连接 由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距离成正比。 由假设——板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比 根据底板的力矩平衡条件得： 2、受横向扭矩螺栓组连接 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 3、受轴向载荷的螺栓组连接 求每个螺栓的工作载荷 求单个螺栓所受总载荷 强度校核 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 4、受翻转力矩的螺栓组连接 特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。 取底板为受力对象，由静平衡条件 螺栓变形协调条件：拉伸变形量与距离L成正比 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 求结合面应力： 预紧力F0 产生的挤压应力 翻转弯矩M 产生的挤压应力 保证结合面不压溃 保证结合面不出现间隙 螺栓的强度校核 预紧力F0 由 单个螺栓的总载荷F2 预紧力F0 最大工作拉力FMAX 4、受翻转力矩的螺栓组连接 二、螺栓组连接的受力分析 5-5螺栓组连接设计与受力分析 例1：图示一螺栓组连接的三种方案。已知L=300mm，a=60mm，试求该螺栓组三个方案中受力最大螺栓的剪力各为多少？并说明那种方案较好？ 解：方案一 那个螺栓受力最大？ 3 方案二 那个螺栓受力最大？ 4或6 方案三 那个螺栓受力最大？ 8 由以上计算结果可知： 方案三受力最大的螺栓所受剪力最小，因而最安全可靠。 例2：一机器底座用10个螺栓与地基连接，如图所示。已知螺栓之间的相对距离为100mm，所受的工作载荷为M=5000N.m。试设计此螺栓组连接的螺栓直径。 解：1）螺栓组受力分析 左边的两个螺栓1、10受力最大，其工作载荷为： 2）求螺栓受的总拉力F? F 2 =7500N F 2 = F1 + F 3）螺栓的静强度计算 选定螺栓机械性能强度等级为4.6级，材料为Q235钢，则， ?S=240MPa,S=2 5-6 提高螺栓连接强度的措施 　 以螺栓连接为例，螺栓连接的强度主要取决于螺栓的强度，因此，提高螺栓的强度，将大大提高连接系统的可靠性。 　影响螺栓强度的因素主要有以下几个方面，或从以下几个方面提高螺栓强度。 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 减小应力集中的影响 采用合理的制造工艺 一、改善螺纹牙间的载荷分布 采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的从螺母支承面算起，第一圈受载最大，以后各圈递减。理论分析和实验证明，旋合圈数