第5章 螺纹连接和螺旋传动b

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1、螺栓组连接结构设计的目的：接合面形状——对称螺栓布置——合理，间距、边距、扳手空间接合面与螺栓——受力均匀加工安装——方便，螺栓材料、直径、长度相同一螺栓组连接结构设计§5—5螺栓组连接的设计二螺栓组连接的受力分析螺栓组所受载荷类型螺栓组连接受力分析的目的：找出受力最大的螺栓并求出其所受力的大小横向载荷轴向载荷转矩（扭矩）倾覆力矩平衡条件：螺栓本身受剪切和挤压各螺栓受力为：1）铰制孔用螺栓连接1受横向载荷F∑的螺栓组连接螺栓本身受预紧拉力F0拧紧→产生夹紧力→接合面间的摩擦力→承受载荷横向载荷(垂直螺栓轴心线）

2、2）普通螺栓连接Ks—防滑系数Ks=1.1~1.3i—接合面的数目f—接合面的摩擦系数z——螺栓数目i=2i=2讨论:若f=0.2,z=1,i=1,Ks=1.2,则1）受横向载荷普通螺栓受力比铰制孔用螺栓的大，此时宜采用后者2）若要采用普通螺栓，靠利用减载键销或减载套筒减载键减载销减载套筒螺栓受剪切和挤压来平衡载荷，各螺栓受力为Fi1）铰制孔用螺栓连接2受转矩T的螺栓组连接分析：受载后接合面仍为平面，螺栓的剪切变形与其到中心的距离成正比,螺栓刚度相同，故其受剪力Fi也与其到中心的距离ri成正比。假设此剪力方向垂

3、直其到中心的向径即：力矩平衡条件：受力最大的螺栓的工作剪力：2）普通螺栓连接螺栓本身受预紧拉力F0，各螺栓要拧紧产生相同的夹紧力2）普通螺栓连接分析：各螺栓预紧拉力均为F0，各螺栓连接处产生相同的摩擦力，并假设此摩擦力集中作用螺栓中心处,且方向垂直其到中心的向径。z—螺栓数目ri—螺栓的向径Ks—防滑系数力矩平衡条件：各螺栓所需受预紧拉力：螺栓受工作拉力为：F=F∑／z3受轴向载荷F∑的螺栓组连接轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力★：此时螺栓除了受工作拉力F外，还受预紧力F0作用分析：M作用前：各螺栓受预紧

4、力F0M作用后：一侧螺栓拉力增大，一侧螺栓拉力减少4受倾覆力矩M的螺栓组连接平衡条件：1）螺栓的受力受力最大的螺栓所受工作载荷为Li——螺栓轴线到底板轴线o—o的距离2）被连接件和底板防止接合面被压溃：防止接合面出现缝隙：〔σp〕查表5—7W—抗弯截面系数针对不同零件的不同失效形式，分别拟定其设计计算方法，而失效形式是设计计算的依据和出发点。§5-6螺栓连接的强度计算1失效形式1）螺栓杆拉断（普通螺栓）2）螺纹压溃和剪断（受剪螺栓）3）经常装拆因磨损而发生滑扣普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂受剪螺栓(铰制孔螺栓)

5、主要为压溃和剪切3设计步骤一般设计步骤：螺栓组受力和失效分析→找出受力最大的螺栓→单个螺栓受力分析和失效分析→单个螺栓强度计算→确定螺栓的尺寸（直径、长度）试算法：先选定一个螺栓直径d——查[]——计算d1。若d1与d1’（假定的小径）相近，则合用；否则再选2设计计算准则受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度一、松螺栓连接强度计算如吊钩螺栓，工作前不拧紧，无F0，只有工作载荷起拉伸作用强度条件为：——验算用——设计用d1——螺纹小径（mm）[σ]——

6、许用拉应力N/mm2(MPa)FF动画紧螺栓连接M10~M64的螺栓：预紧状态的应力：有预紧力，还有工作拉力只有预紧力，无工作拉力紧螺栓拧紧—拧紧力矩—剪应力τ拧紧—预紧拉力—拉应力σ1．只有预紧力紧螺栓连接F0的大小与横向载荷有关式5-9二、紧螺栓连接强度计算—工作前有预紧力F02受预紧力Ｆ0和工作拉力Ｆ紧螺栓连接强度压力F0，压缩δm（1）受力和变形关系变形协调条件:l相同F2≠F+F0F2=F+F1δbδmDlDlTF0F0FFF2F2F1F1预紧F0受载FE螺栓被连接件拉力F0，伸长δb拉力F2,伸长

7、δb+l压力F1,压缩δm-l未预紧未受力、无变形未受力、无变形F0F0（2）受力变形线图F1：残余预紧力防止受载后接合面产生缝隙根据紧密性要求选取，见p83形变δ力FδbδmlF1FF2F0被连接件螺栓δm压力F0，压缩δm预紧F0受载FE螺栓被连接件拉力F0，伸长δb拉力F2,伸长δb+l压力F1,压缩δm-l未预紧未受力、无变形未受力、无变形被连接件所受的压力，即残余预紧力螺栓刚度螺栓的总拉力：被连接件刚度变形力F0△FF1FF2——螺栓的相对刚度※：1）要降低F2，只有减少螺栓的相对刚度，即↑

8、Cm，↓Cb2）为保证连接的紧密性，应保证F1＞01）静强度公式：F不变设计步骤：1）求工作载荷F2）选定残余预紧力F13）求总拉力F24）强度计算2）疲劳强度公式：F在0~F之间变化因F在0~F之间变化，则F2在F0~F2之间变，应力在σmax~σmin之间变▲详见P85页变形力F0F1FF2△F时间3承受工作剪力的紧螺栓连接铰制孔用螺栓，承受剪切和挤压来平衡（横向）载荷F螺栓杆与孔