[工学]机械设计讲稿

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1、螺栓组联接的设计   在生产实践中，螺栓组应用最广最具代表性，以其为例。   首先介绍螺栓组联接的设计步骤。   1．螺栓组结构设计       考虑联接的用途，被联接件的结构，选定接合面形状，螺栓数目，布置形式；   2．对螺栓组进行受力分析       找出受力最大的螺栓及其工作载荷；   3．进行失效分析确定计算准则       根据强度条件计算螺栓内径经标准化后确定d；   4．从手册中根据d确定螺栓其它结构尺寸；   5．对于特殊结构需画出零件图。一、螺栓组结构设计   以减速箱模型为例

2、，轴承盖螺栓组，底板螺栓组   要求合理确定联接的接合面的几何形状和螺栓布置形式，力求各螺栓与联接接合面受力均匀，并便于加工装配。   不同的布置方案会影响总载荷在各螺栓上的分配   结构设计时应考虑以下几个方面   1．联接接合面的几何形状。     设计时通常把接合面设计成轴对称的简单几何形状，便于加工制造。   2．螺栓对称布置，使螺栓组的对称中心与接合面的对称中心重合，以保证螺栓受力均匀。  3、螺栓的布置应使各种螺栓的受力合理    (l)对于纹制孔用受剪螺栓数目，在平行于工作载荷方向上

3、要小于8。    (2)螺栓组承受弯矩和扭矩时，螺栓远离对称中心布置，图5-20    (3)如果螺栓同时承受轴向载荷，横向载荷，应增加减载装置  4．螺栓排列应有合理的间距、边距，      留足够的板手空间：装拆方便，对有紧定性要求的重要联接，间距按表  5．分布同一圆周上的螺栓数目应取4，6，8，10成偶数，同一螺栓组中各螺栓材料、直径、长度均应一致，以便于互换。  6．避免螺栓受偏心载荷，     螺接受偏心载荷时，螺栓应力大9倍。为此应采用鱼眼坑，沉头座，凸台。二、螺栓组受力分析    

4、目的：根据联接的结构和支承情况通过分析，找出受力最大的螺拴及所受力，为简化计算，现作出如下假设    l．螺栓刚度相同    2．螺栓组对称中心与接合面形心重合    3．受载后合面仍保证为平面    下面分析四种典型的受载情况：承受横向、扭矩、轴向、倾覆力矩  1、承受横向载荷的螺栓联接   横向载荷作用线垂直于螺栓轴线，通过中心   (l)采用普通螺栓时     有间隙，螺栓拧紧后，在接合面上产生正压力Qp，承受载荷后，有运动趋势时，产生摩擦力fQp，来平衡外载荷。              

5、           每个螺栓的拧紧力为Qp，根据接合面不滑移条件：                          式中：--外载荷，Qp--预紧力；f--摩擦系数；Z--螺栓个数；i--按接合面数目；Ks--防滑系数；Ks=1.1～1.3，取1.2     (2)采用饺制孔用螺栓时：      无间隙，承载时靠螺杆受剪切和挤压传递外载荷       每个螺栓所受的横向工作剪力为                        2、承受扭矩的螺栓联接       图5-25，承受扭矩时，传力方式

6、与受横向载荷的螺栓组联接相同。      在扭矩T作用下，相对螺栓和下底板、上底板有转动趋势。   (l)采用普通螺栓联接      有间隙，拧紧后接合面上有正压力Qp，承受载荷、有运动趋势时，产生摩擦力，对回转中心取矩fQpr      根据平衡条件                           承受T后所需螺栓预紧力                       式中：--第i个螺栓轴线到组对称中心的距离    (2)采用配合螺栓       无间隙：在扭矩作用下，各螺栓受到剪切和挤压  

7、     a、根据平衡条件                           b、各螺栓的剪切变形量与其轴线到螺栓组对称中心0的距离成正比，螺栓距0点越远，其剪切变形量越大，如果各螺栓剪切刚度相同，根据变形协调条件时，该螺栓受到的剪力也越大，即↑，↑，↑                             c、联立求解可求出螺栓受到的最大工作剪力                         3、承受轴向载荷的螺栓联接       图5-26，前面已讲过       安装时，螺栓受到拧紧力

8、Qp，工作时螺栓组承受轴向总载荷为       假设各螺接受载均匀，每个螺栓所受轴向工作载荷为                               每个螺栓所承受总拉力为                          4、受倾覆力矩的螺栓联接 如机器机座       假设底板是刚性，地基、螺栓是弹性的      (l)计算最大工作拉力       倾覆力矩作用平面为垂直于00的X轴平面，以底板为平衡体      a．未受力矩M作用前，安装时螺栓受预紧力Qp，底板上面受螺