螺栓组联接的设计研究报告.ppt

§5-5 螺栓组联接的设计
1 螺栓组联接的结构设计
2 螺栓组联接的受力分析
2 螺栓组联接的受力分析
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：根据联接的结构和受载情况，求§5-5 螺栓组联接的设计
1 螺栓组联接的结构设计
2 螺栓组联接的受力分析
2 螺栓组联接的受力分析
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：根据联接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
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；螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合；受载后联接接合面仍保持为平面。
受力分析的类型：
横向载荷作用线垂直于螺栓轴线，通过螺栓组的对称中心。
⑴受横向载荷的螺栓组联接
②普通螺栓组联接
Ks-----防滑系数 Ks=～，
z------螺栓个数
i -----结合面数
f -----接合面摩擦系数
每个螺栓所受预紧力F0
（2）受转矩的螺栓组联接
①普通螺栓联接
每个螺栓所受预紧力F0
例：联轴器
②铰制孔用螺栓组联接
T
ri
Fi
F1
F2
铰制孔用螺栓
(1)
T
ri
Fi
F1
F2
或
(2)
(1)
受力最大的螺栓的工作剪力：
1
2
3
4
5
6
7
8
设各螺栓的剪切刚度相同（K）
∴
假设底板为完全刚体
∴
说明：
例：联轴器
每个螺栓所受轴向工作载荷F
z——螺栓个数
总轴向载荷的作用线与螺栓轴线平行，且通过螺栓组的对称中心。可认为每个螺栓上所受轴向工作载荷都相等。
（3）受轴向载荷的螺栓组联接
⑷受倾覆力矩的螺栓组联接
首先，预紧力作用下，
螺栓受拉，被联接件均匀
受压。
倾覆力矩M作用下，一边
螺栓拉力、变形增加，而
被联接件受力减小、变形
减小；另一边螺栓拉力、
变形减小，被联接件间压
力、变形增大。
由上二式得受力最大的螺栓的工作拉力为：
(1)
(2)
1
2
3
4
5
6
7
8
变形
F2
F2m
F1
F
F1m
F0
Fm
受倾覆力矩的螺栓组受力情况
另外，要求被联接件放松端不出现间隙，而压紧端又不被压溃，即：
A ——接合面的有效面积
W ——接合面的抗弯截面系数
实际螺栓组受力为组合状况
例：固定在钢制立柱上的铸铁托架
复杂受力状态
4种典型的受力状态
分别求出在典型的受力状态下的力
最后求出受力最大的螺栓及所受的力
简化
向量迭加
螺栓组受力分析：向底板对称中心简化。
轴向载荷
横向载荷
倾覆力矩
总结：
1. 螺栓组的设计包括两部分内容：a) . 正确进行结构设计，通过受力分析找出受力最大的螺栓；b). 按照单个螺栓联接的强度计算公式来设计这个受力最大的螺栓的尺寸，其余螺栓则按同样尺寸选用。
2. 设计时应正确解决的几个问题：a). 螺栓组的布置，一般可参考现有设备由经验确定；也可先将总载荷分解，再按各种载荷进行分配计算，在叠加，得到总载荷在各螺栓中的分配情况；b). 确定螺栓的拧紧力矩；必要时将这一结果标注到相应的图纸上；
c). 确定螺栓直径 ，据此确定螺栓其他部分尺寸，并进行精确校核，疲劳强度校核时应特别注意受力变形线图；d). 注意采取适当措施提高螺栓联接强度。
螺栓组受力
组中各螺栓受力状况
受力最大螺栓的受力
备注
横向载荷F∑
各螺栓所受横向工作载荷相等
普通螺栓
铰制螺栓
轴向载荷F∑
各螺栓所受轴向工作载荷相等
松联接
以F代入强度计算
紧联接
转矩T
普通螺栓
各螺栓仅受相等的预紧力
铰制螺栓
各螺栓受相等预紧力及不相等横向工作载荷，受力最大的螺栓距形心最远
直接以Fmax代入剪切和挤压强度计算；而预紧力仅起保证联接紧固作用
倾覆力矩M
各螺栓所受轴向工作载荷不相等，其中受载荷最大的螺栓距螺栓组对称轴线最远
对受力最大螺栓进行强度计算而且应满足下式：
＞0
§5-6 螺纹联接的强度计算
1 螺纹联接的失效形式和设计准则
2 松螺栓联接的强度计算
3 紧螺