螺栓组联接的设计.docx

螺栓组联接的设计
设计步骤:
螺栓组结构设计
螺栓受力分析
确定螺栓直径
校核螺栓组联接接合面的工作能力
校核螺栓所需的预紧力是否合适
确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构 尺寸，可根据底板的混凝土或木材
►2).受转矩的螺栓组联
接
回首部
如下图所示，转矩T作用在联接接合面内，在转拒T的作用下，底板将绕通过螺 栓组对称中心0并与接合面相垂直的轴线转动。为了防止底板转动，可以采用普 通螺栓联接，也可以采用较制孔用螺栓联接。其传力方式和受横向载荷的螺栓组 联接相同。
采用普通螺栓时.，靠联接领紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩 To假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为Qp,则各螺栓联接处产 生的摩擦力均相等，并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心处。为阻止接合面发生 相对转动，各摩擦力应与各该螺栓的轴线到
fQ吊+ fQp4+…+/0储'区丁由上式可得各螺栓所需的预紧力为
KTKT
D 3
/5+弓+…+乙）jxr
2=1
式中：f—接合面的摩擦系数，见表；
ri——第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心0的距离;
z——螺栓数目；
Ks——防滑系数，同前。
由上式求得预紧力Qp,然后按式（5 — 14）校核螺栓的强度。
采用较制孔用螺栓时，在转矩T的作用下，各螺栓受到剪切和挤压作用， 各螺栓所受的横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心0的连线（即力臂
）相垂直（图b）。为了求得各螺栓的工作剪力的大小，计算时假定底板为 刚体，受载后接合面仍保持为平面。则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓轴线到螺 栓组对称中心0的距离成正比。即距螺栓组对称中心0越远，螺栓的剪切变形量 越大。如果各螺栓的剪切刚度相同，则螺栓的剪切变形量越大时，其所受的工作
剪力也越大。如图b所示，用n. tmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的
轴线到螺栓组对称中心。的距离：Fi、Fmaxo分别表示笫i个螺栓和受力最大螺 栓的工作剪力，则得
26】
根据作用在底板上的力矩平衡的条件得
开山+用尸2 +…+凡七=T
士期二7
即I .
-27]
联解式（5-26）及（5-27）,可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
[5-28]
in
图所示的凸缘联轴器，是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的受力根据 匕=上=~ =匕的关系以及螺栓联接的类型，分别代人式(5-25)或(5-28) 即可求得。
>3).受轴向载荷的螺栓组联 接
回首部
下图为一受轴向总载荷Fe的汽缸盖螺栓组联接。拉的作用线与螺栓轴线平 行，并通过螺栓组的对称中心0。计算时，认为各螺栓平均受载，则每个螺栓所 受的轴向工作载荷为
图：受轴向载荷的螺栓组联接
>4).受倾覆力矩的螺栓组联
接
首部
下图a为一受倾覆力矩的底板螺栓组联接。倾覆力矩M作川在通过x 一x轴并垂直于联接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前，由于螺栓已拧 紧，螺栓受预紧力Qp,有均匀的伸长； 缩，如图b所示。当底板受到倾覆力矩作用后，它绕轴线0—0倾转一个角度， 假定仍保持为平面。此时，在轴线0—0左侧，地基被放松，螺栓被进一步拉伸, 在右侧，螺栓被放松，地基被进一步压缩。底板的受力情况如图c所示。
nnnnfnnTi
图:受倾覆力矩的螺栓组联接
联接接合面材料的许用挤压应力［。］p,可查下表。
表:联接接合面材料的许用挤压应力［。］p
材 傅
博 帙
・ ■土
木 材
(-)L
2 0”。
-
-
注:
1)os为材料屈服权限,MPa; OB为材料强度极限,MPa。
2)当联接接合面的材料不同时，应按强度较弱者选取。
3)联接承受教荷时，［。/应取表中较大值；承受变载荷时，则应取较小值
计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时.，首先由预紧力Qp、最大工作载荷 Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力Q,由式(5 — 18)得
[5-38]
然后接式(5-19)进行强度计算。
，确定螺栓直
径
回首部
首先选择螺栓材料,确定其性能等级,查出其材料的屈服极限，并查出安全 系数，计算出螺栓材料的许用应力［o］=os/S。
根据以下公式计算螺纹小径dl：
dx >
。
最后按螺纹标准，选用螺纹公称直径。
卜螺纹联接件的材料
适合制造螺纹联接件的材料品种很多，常用材料有低碳钢Q215、10号钢 和中碳钢Q235、35、45号钢。对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹联接件，可 采用低合金钢、合金钢，如15Cr