螺纹联接及螺旋传动新.ppt

　§6 螺纹组联接的设计 1．螺栓组受力分析的目的 2 ．受力分析中的几个假设条件 3 . 螺栓组受力分析 2)承受横向载荷F∑ 3)承受转矩T 1)承受轴向载荷FZ 4)承受倾翻力距M １）螺栓组中各螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； ２）螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合； ３）假定底板为刚体，受载后联接接合面仍旧保持为平面。 主要是要找出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受力的大小，为螺栓联接的强度计算提供依据。　 一、承受轴向载荷FZ 假设载荷在每个螺栓上均匀分配，则工作拉力F： 需注意： ①螺栓个数参考螺栓间距t0确定。 ②分布在同一圆周上的螺栓的数目，应取成4、6、8等偶数，以便于在圆周上钻孔时分度和画线。 p D t0 二、承受横向载荷Fs∑ μsF ①普通螺栓联接 Fs∑ Fs∑ 　　假设螺栓组中的每个螺栓的预紧力F′ 都相同，并且由此而引起的摩擦力均集中在螺栓的中心。则 z Fs∑ m K Fs∑ Fs∑ ②铰制孔用螺栓联接 于是，有 ≥ 假设载荷在每个螺栓上都是均匀分配，则 K——可靠性系数，K=1.1～1.3 三、承受转矩T ①普通螺栓联接 r10 r9 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 μsF μsF μsF μsF μsF μsF μsF μsF μsF μsF 仍旧假设每个螺栓的预紧力均相同，于是有 μsF r1 + μsF r2 + μsF r3 + … … μsF rz ≥ T K 由此可得 (5-23) 三、承受转矩T ②铰制孔用螺栓联接 Fs4 Fs10 Fs1 Fs2 Fs3 Fs5 Fs6 Fs7 Fs8 Fs9 解此静不定方程要点： ①假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面，即变形全由螺栓承担。 ②螺栓组受后，刚性底座协调了各螺栓的变形量λsi，即 由力的平衡： 于是有： r10 r9 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 即： ③∵假定各螺栓的材料、直径、长度均相同， ∴它们的剪切刚度也相同，剪切刚度 三、承受转矩T ②铰制孔用螺栓联接 Fs4 Fs10 Fs1 Fs2 Fs3 Fs5 Fs6 Fs7 Fs8 Fs9 螺栓的受力大小Fsi与其到回转中心的距离ri成正比，即 由力的平衡： 于是得 r10 r9 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 即： (5-24) M o o ri rmax 四、承受倾翻力距M Fi Fmax ⑶由力的平衡条件可得： Fi Fmax 解此静不定方程要点： ①假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面，即变形由螺栓和基座承担。 ②螺栓组受M 后，刚性底座协调了各螺栓的变形量，即每个螺栓的变形量是与其到对称轴的距离称正比。同理可知：变形愈大，受力也愈大。 ⑴螺栓先拧紧，拧紧后螺栓受预紧力（产生拉伸变形），基座被压缩（产生压缩变形） ⑵在M 作用下，o-o轴线左侧的螺栓承受工作拉力（螺栓被进一步拉伸）， o-o轴线右侧的基座承受工作压力（螺栓被放松，预紧力减小） M o o ri rmax 四、承受倾翻力距M Fi Fmax 于是: ①受力最大的螺栓所承受的载荷为： ②接合面受压一侧不被压溃的条件 ③接合面受拉一侧不出缝隙的条件 Fi Fmax 螺栓的受力大小Fi与其到对称轴线的距离ri成正比，即 (5-25) (5-26) (5-27) 几点分析结论 ⒈　实际应用中，螺栓组所受的工作载荷常常是以上四种简单受力状态的不同组合，都可利用静力分析方法将复杂的受力状态简化为上述四种简单受力状态； ⒉　一般情况下，对于普通螺栓可按轴向载荷与弯矩确定螺栓的工作拉力；按横向载荷与扭矩确定螺栓的预紧力；尔后确定螺栓的总拉力。 ⒊　铰制孔用螺栓应根据横向载荷和转矩确定螺栓的工作剪力。 ⒋　不管螺栓组的载荷状态如何复杂，就螺栓组中单个螺栓而言，其受力只有两种情况：①轴向力；②横向力。 §8 提高螺栓联接强度的措施 一、改善螺纹牙上载荷分布不均现象 ⑴载荷分配不均现象及其产生的原因 ⑵改善措施 ①悬挂螺母；②环槽螺母；③内斜螺母；④组合螺母（环槽与内斜组合等）。 二、　降低应力幅 ⑴降低螺栓的刚度 ⑵提高被联接件的刚度 具体措施：①使用空心螺栓；②减小螺栓直径；在螺母下面假装弹性元件可达相同效果 　　具体措施：①合理设计联接的结构；②避免在被联接件接合面上使用刚性小的垫片；③在被联接件接合面间加装刚性大的垫片 Ｆ Ｆ Ｆ０ Ｆ Ｆ Ｆ０ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ０ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ０ F′ F′ 三、减少附加弯曲应力 凸台 鱼眼坑 例题： （二）螺栓组的结构设计 ①　力求对称布置，以使接合面受力均匀 ②分布在同一圆周上的螺栓