機械設(shè)計基礎(chǔ)

1、二a ©，則可以提高疲勞強度。由螺栓總拉力:F2=F0 卅可以看出，當工作拉力F變化時,只會引起（CbCb CmF）這一部分是變化的。此部分減小，就可以使：a 2。第八節(jié)提高螺栓連接強度的措施分析影響螺栓連接強度的因素，從而提出提高聯(lián)接強度的措施。 這對于螺紋聯(lián)接的設(shè)計 也是很重要的。螺紋聯(lián)接的強度，主要取決于螺栓的強度。 影響螺栓強度的因素很多，有材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、制造、工藝等。實際設(shè)計中，通常主要是以下幾個方面考慮來提高聯(lián)接的強度。一、減小應(yīng)力幅（可提高疲勞強度）二a ，則越易產(chǎn)生疲勞破壞。大家知道，影響疲勞強度的主要因素是變應(yīng)力中的應(yīng)力幅C顯然：相對剛度b 越小，則可提高疲勞強

2、度。由此可見：措施為;Cb + C m 減小Cb（見教材上的圖） 增大Cm（見教材上的圖）這樣可以使CbCbCm從而使。a）庠低援世的剛度仁収即0；e JCb但是由F2b F可知，在FO給定的條件下，減小螺栓的剛度 Cb或增大Cb +Cm被聯(lián)接件剛度 Cm,都將引起殘余預(yù)緊力 F1減小，從而降低了聯(lián)接的緊密性。因此，若在 減小Cb或增大Cm的同時，適當增加預(yù)緊力 F0,就可以使F1不致減小太多或保持不變。mm在螺母元件上或密封環(huán)密封P2么I'/用尋遇嗯爭%適當增加螺栓的長度采用腰狀桿螺栓和空心螺栓在螺母下面安裝上彈性元件減小螺栓的剛度的方法(1)(2)(3)U)同肘采用三種措施Ggj心

3、也)i改善措施： 設(shè)計中，普通螺母圈數(shù)不要超過10。 采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，或內(nèi)斜螺母(改變牙的剛度)使螺距增大，而' 旋合的螺栓；二普通螺母如螺母產(chǎn)生了螺距差 螺紋牙所分圈受載荷最大。增加旋合圈數(shù)(1) 不(2) 采致螺栓、 那末各圈 面算起第 厚螺母，墊片密封.1牙之間的受力分布 示。工作中螺栓受拉這樣的載荷就不相等。以后各圈依次減小。 第-對提高連接強度并沒有多少作用其螺距減小。導(dǎo)卜的各圈螺紋牙不能都保持良好的接觸，理論分析和實踐都表明：從螺母支撐10圈后的各圈幾乎不受力。所以采用加1° :q腰狀桿螺栓和空心螺栓 增大被聯(lián)接件的剛度訶墊片或采用剛度較; 用剛度較大的金

4、屬墊丿善螺軟普于普!、螺L_l1母圈螺紋Ik-Ji£1*_前兩者，工作中螺母受拉。和螺栓螺距差減小。 采用鋼絲螺套一-也可以減輕螺紋牙的受力不均，并可以減輕沖擊、振動。 這些措施多可以提高螺栓的疲勞強度。b)C三、減小應(yīng)力集中的影響螺栓上的螺紋（特別是螺紋的收尾） 生變化的部位等，都會產(chǎn)生應(yīng)力集中。 結(jié)構(gòu)，或?qū)⒙菁y收尾改為退刀槽等。、螺栓頭和螺栓桿的過渡處以及螺栓橫截面面積發(fā)為了減小應(yīng)力集中的程度， 可以采用加大圓角和卸載為了避免螺紋聯(lián)接產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，可以采取球面墊圈或用帶有腰環(huán)的螺栓來保證螺但應(yīng)栓的裝配精度等措施來達到；同時規(guī)定螺母、螺栓頭部和被聯(lián)接件的支承面加工要求。 注意的

5、是，采用這些特殊結(jié)構(gòu)會使制造成本增加。'采用球而墊圈，采用斜墊圈采用凸臺.或沉頭座1 U以上方法可以保持螺母支撐面見有良好的接觸。四、適當增大預(yù)緊力理論和實踐證明，適當增大預(yù)緊力，可以提高螺栓的疲勞強度。因此，準確控制預(yù)緊力， 并保持其不減退是很重要的。五、制造工藝的影響。采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法，可以顯著提高螺栓的疲勞強度。這是因為除可降低應(yīng)力集中外，冷鐓和滾壓工藝不切斷材料纖維，金屬流線的走向合理，而且有冷作硬化的效果，并使表層留有殘余應(yīng)力。例如；采用輾制螺紋，滾壓、氮化、噴丸處理等工藝手法，也都可以提高螺栓的疲勞強度。例：有一氣缸蓋和缸體凸緣采用普通螺栓連接，如圖所示

6、。已 知氣缸中的壓力 p在02MPa之間變化，氣缸內(nèi)徑 D=500mm , 螺栓分布圓直徑 D0=650mm。為保證氣密性要求，剩余預(yù)緊力 F1=1.8F, （ F為螺栓的軸向工作載荷），螺栓間距t v 4.5d（d為螺 栓的大徑）。螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力 ®=120MPa，許用應(yīng)力幅 Qa=20MPa。選用銅皮石棉墊片， 螺栓相對剛度=0.8，試設(shè)計此 螺栓組連接。 解：分析僅受軸向載荷作用的螺栓組連接。但是，螺栓所受載荷是 變化的，因此應(yīng)先按靜強度計算螺栓直徑，然后校核其疲勞強度。 性，不僅要保證足夠大的剩余預(yù)緊力， 大。1初選螺栓數(shù)目 ZZ=242、 計算螺栓的軸向工作載荷F而

7、且要選擇適當?shù)穆菟〝?shù)目,此外，為保證連接的氣密 保證螺栓間間距不致過二 D23、 螺栓所受總拉力F2 =乍+ F=2.8 F=458住N 16362 5N4、 計算螺栓直徑一 一一.4m心:=25. 13Swni5、校核螺栓疲勞強度6、校核螺栓間距CbCb Cm=12.12MPa ： t 11例：凸緣聯(lián)軸器用8個普通螺栓聯(lián)接（嚴冊總的螺栓，螺拴小徑di =13.835mm），已知螺栓分 布圓的直徑DO = 250mm，接合面間的摩擦系數(shù) f = 0.12?？紤]摩擦傳力的可靠性系數(shù)Ks = 1.2,螺栓的許用應(yīng)力? = 160MP ,試計算該聯(lián)軸器能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax解：由螺栓危險截面的拉伸

8、強度條件口 = 螺栓預(yù)緊后在按合面間產(chǎn)d該遞力矩，根據(jù)作用在聯(lián)軸器上的力矩平衡F。憶 F。也一F。fj - KsTF 一空衛(wèi)KT0 zf Do 4 fD0 2S_ - Fo罕4fDo%1 引待50023卜、|例（1）m試比較哪種螺栓布置方案1合理?23N（2）按照螺栓布置合理方案，分別確定采用普通螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接時的螺栓直徑。zfF°r - 如d12 H5.2T ： 4fD°y2 -5.2Ksrr=W 820 N a = 10() nm心尸N"2 ODON)忖將作用于鋼板上的外載荷向螺栓組連接的接合面形心簡化，得出該螺栓組連接受橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩 T兩種簡單載荷