第14章螺紋聯(lián)接ppt課件

1、聯(lián)接分類：聯(lián)接分類：1.1.按機(jī)械任務(wù)時(shí)被聯(lián)接零部件間能否有相對運(yùn)動分：按機(jī)械任務(wù)時(shí)被聯(lián)接零部件間能否有相對運(yùn)動分： 2.2.按能否拆開分：按能否拆開分：聯(lián)接聯(lián)接靜聯(lián)接靜聯(lián)接動聯(lián)接動聯(lián)接螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接 導(dǎo)向平鍵聯(lián)接、導(dǎo)向花鍵聯(lián)接及各種運(yùn)動副導(dǎo)向平鍵聯(lián)接、導(dǎo)向花鍵聯(lián)接及各種運(yùn)動副 聯(lián)接聯(lián)接可拆聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接，銷聯(lián)接、形面聯(lián)接螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接，銷聯(lián)接、形面聯(lián)接 焊接、粘接和鉚接等焊接、粘接和鉚接等 14.1 14.1 概述概述一、螺紋聯(lián)接的根本類一、螺紋聯(lián)接的根本類型型 1.1.螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接d0l1da1)

2、 1) 普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接 被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配合運(yùn)用。裝配后孔與桿間有間隙，配合運(yùn)用。裝配后孔與桿間有間隙，并在任務(wù)中不許消逝，構(gòu)造簡單，裝并在任務(wù)中不許消逝，構(gòu)造簡單，裝拆方便，可多次裝拆，運(yùn)用較廣。拆方便，可多次裝拆，運(yùn)用較廣。第第1414章章 螺紋聯(lián)螺紋聯(lián)接接 2)2)鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接 鉸制孔用螺栓能準(zhǔn)確固定聯(lián)接件的相對位置并能接受橫鉸制孔用螺栓能準(zhǔn)確固定聯(lián)接件的相對位置并能接受橫向載荷，但對孔的加工精度要求高。向載荷，但對孔的加工精度要求高。Hdl22.2.雙頭螺柱

3、聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接 雙頭螺柱旋緊在被聯(lián)接件之一的螺孔中，用于因構(gòu)造雙頭螺柱旋緊在被聯(lián)接件之一的螺孔中，用于因構(gòu)造限制不能用螺栓聯(lián)接的地方如被聯(lián)接之一太厚或希望限制不能用螺栓聯(lián)接的地方如被聯(lián)接之一太厚或希望構(gòu)造較緊湊且經(jīng)常裝拆的場所構(gòu)造較緊湊且經(jīng)常裝拆的場所 。3.3.螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接 適于被聯(lián)接件之一較厚上帶螺紋孔，不需經(jīng)常裝拆，適于被聯(lián)接件之一較厚上帶螺紋孔，不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況。一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況。l1dl2Hl34 4、緊定螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接擰入后，利用桿末端頂住另一零件外表擰入后，利用桿末端頂住另一零件外表或旋入零件相應(yīng)的缺口中

4、以固定零件的相對位置?？蓚魉筒淮蠡蛐肓慵鄳?yīng)的缺口中以固定零件的相對位置。可傳送不大的軸向力或扭矩。的軸向力或扭矩。吊環(huán)螺釘聯(lián)接吊環(huán)螺釘聯(lián)接特殊聯(lián)接：特殊聯(lián)接：地腳螺栓聯(lián)接地腳螺栓聯(lián)接二、規(guī)范螺紋聯(lián)接件二、規(guī)范螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的類型很多，在機(jī)械設(shè)備中常見的有螺栓、螺紋聯(lián)接件的類型很多，在機(jī)械設(shè)備中常見的有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等。這類零件的構(gòu)外型式和尺雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等。這類零件的構(gòu)外型式和尺寸都已規(guī)范化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范選用。寸都已規(guī)范化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范選用。 1.1.螺栓螺栓 普通螺栓普通螺栓 六角頭，小六角頭，規(guī)范六角頭，六角頭，小六角頭，規(guī)范六角頭，

5、大六角頭大六角頭, , 內(nèi)六角內(nèi)六角 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓螺紋部分直徑較小螺紋部分直徑較小輾制末端edslrdadslsklgk 2. 2.雙頭螺柱雙頭螺柱兩端帶螺紋兩端帶螺紋 A A型型有退刀槽有退刀槽 B B型型無退刀槽無退刀槽倒角端ddsbX輾制末端lddsXbl倒角端X輾制末端bmA型XB型bm3.3.螺釘螺釘 與螺栓區(qū)別與螺栓區(qū)別要求螺紋部分直徑較粗，全螺紋。要求螺紋部分直徑較粗，全螺紋。dbntdkRXl4.4.緊定螺釘緊定螺釘 錐錐 端端適于零件外表硬度較低不常裝配常合。適于零件外表硬度較低不常裝配常合。 平平 端端接觸面積大、不傷零件外表，用于頂緊硬度較大接觸面積大、不傷零件外

6、表，用于頂緊硬度較大的平面，適于經(jīng)常裝配。的平面，適于經(jīng)常裝配。 圓柱端圓柱端壓入軸上凹坑中，適于緊定空心軸上零件的位置壓入軸上凹坑中，適于緊定空心軸上零件的位置輕資料和金屬薄板。輕資料和金屬薄板。5.5.自攻螺釘自攻螺釘由螺釘攻出螺紋由螺釘攻出螺紋tdlRn6.6.螺母螺母 六角螺母：規(guī)范，扁，厚六角螺母：規(guī)范，扁，厚 desm圓螺母圓螺母+ +止退墊圈止退墊圈帶有缺口，運(yùn)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入帶有缺口，運(yùn)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊Cd0D1D1bdC1DHbt7.7.墊圈墊圈d1d2斜墊圈h平墊圈14.2 14.2

7、 螺紋聯(lián)接的擰緊和防松螺紋聯(lián)接的擰緊和防松 一、螺紋聯(lián)接的擰緊一、螺紋聯(lián)接的擰緊 螺紋擰緊的目的：加螺紋擰緊的目的：加強(qiáng)螺紋的聯(lián)接的可靠性、強(qiáng)螺紋的聯(lián)接的可靠性、嚴(yán)密性和防松才干。嚴(yán)密性和防松才干。 預(yù)緊力預(yù)緊力FF：大多數(shù)螺：大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需求擰紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需求擰緊，使之在接受任務(wù)載荷緊，使之在接受任務(wù)載荷之前，預(yù)先遭到力的作用，之前，預(yù)先遭到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。力。 1.1.確定擰緊力矩確定擰緊力矩 T0.2F d (14-1) TT2T1TT2T1普通規(guī)范扳手的長度普通規(guī)范扳手的長度L15d,L15d,假設(shè)擰緊力假設(shè)擰緊力為為F F，那

8、么，那么T=FL,T=FL,由由14-114-1式可得：式可得：F F 75F75F。假定。假定F=200NF=200N，那么，那么F=15000NF=15000N。 假設(shè)用這個(gè)預(yù)緊假設(shè)用這個(gè)預(yù)緊力擰緊力擰緊M12M12以下的鋼以下的鋼制螺栓，就很能夠過制螺栓，就很能夠過載折斷。因此，對于載折斷。因此，對于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡能重要的聯(lián)接，應(yīng)盡能夠不采用直徑過小夠不采用直徑過小例如小于例如小于M12M12的的螺栓。必需運(yùn)用時(shí)，螺栓。必需運(yùn)用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)厲控制其擰緊力應(yīng)嚴(yán)厲控制其擰緊力矩。矩。 2.2.控制預(yù)緊力的方法控制預(yù)緊力的方法 利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小。通?？刹捎美每刂茢Q緊力矩

9、的方法來控制預(yù)緊力的大小。通?？刹捎脺y力矩扳手或定力矩扳手，對于重要的螺栓聯(lián)接，也可以采用測測力矩扳手或定力矩扳手，對于重要的螺栓聯(lián)接，也可以采用測定螺栓伸長的方法來控制預(yù)緊力。定螺栓伸長的方法來控制預(yù)緊力。動畫動畫動畫動畫二、螺紋聯(lián)接的防松二、螺紋聯(lián)接的防松 2 2、防松原理、防松原理消除或限制螺紋副之間的相對運(yùn)動，或增大相對運(yùn)動的消除或限制螺紋副之間的相對運(yùn)動，或增大相對運(yùn)動的難度。難度。按任務(wù)原理的不同，防松方法分為摩擦防松、機(jī)械防松、永按任務(wù)原理的不同，防松方法分為摩擦防松、機(jī)械防松、永久止動防松等。久止動防松等。1 1、防松目的、防松目的實(shí)踐任務(wù)中，外載荷有振動、變化、資料高溫蠕變等

10、會呵斥實(shí)踐任務(wù)中，外載荷有振動、變化、資料高溫蠕變等會呵斥摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消逝、摩擦力為零，從摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消逝、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會松馳而失效。而使螺紋聯(lián)接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會松馳而失效。因此，必需進(jìn)展防松，否那么會影響正常任務(wù)，呵斥事故。因此，必需進(jìn)展防松，否那么會影響正常任務(wù)，呵斥事故。 3 3、防松方法及措施、防松方法及措施1 1摩擦防松摩擦防松 雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等 螺栓上螺母下螺母彈簧墊圈彈簧墊圈1 1摩擦防松摩擦防松 自鎖螺母自鎖螺母

11、1 1摩擦防松摩擦防松 以特殊技術(shù)使特殊的工程樹以特殊技術(shù)使特殊的工程樹脂資料永久粘付在螺牙上，利用脂資料永久粘付在螺牙上，利用工程樹脂資料的反彈性，使螺栓工程樹脂資料的反彈性，使螺栓和螺母在鎖緊過程中經(jīng)過擠壓工和螺母在鎖緊過程中經(jīng)過擠壓工程樹脂資料產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力，程樹脂資料產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力，到達(dá)對震動及沖擊的絕對阻力，到達(dá)對震動及沖擊的絕對阻力，徹底處理了螺絲的松動問題。徹底處理了螺絲的松動問題。 2 2機(jī)械防松機(jī)械防松 開槽螺母與開口銷，圓螺母與止動墊圈，止開槽螺母與開口銷，圓螺母與止動墊圈，止動墊片，串聯(lián)鋼絲等。動墊片，串聯(lián)鋼絲等。開槽螺母與開口銷開槽螺母與開口銷2 2機(jī)械防松機(jī)械防松

12、 圓螺母與止動墊圈圓螺母與止動墊圈Cd0D1D1bdC1DHbt2 2機(jī)械防松機(jī)械防松 止動墊片止動墊片2 2機(jī)械防松機(jī)械防松 串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲正確不正確防盜安裝防盜安裝3 3永久防松：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)、粘合永久防松：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)、粘合防松緊固的新工藝防松緊固的新工藝: : 微型膠囊防松緊固加工工藝。微型膠囊防松緊固加工工藝。 當(dāng)緊固件安裝進(jìn)去時(shí)，膠囊就會當(dāng)緊固件安裝進(jìn)去時(shí)，膠囊就會破裂，產(chǎn)生化學(xué)反響使之凝固。但以破裂，產(chǎn)生化學(xué)反響使之凝固。但以前的這種加工需求較長的凝固時(shí)間，前的這種加工需求較長的凝固時(shí)間，而且保管時(shí)間也比較短，在運(yùn)用方法而且保管時(shí)間也比較短，在運(yùn)用方法與穩(wěn)定上都給運(yùn)用者帶來

13、很多不便。與穩(wěn)定上都給運(yùn)用者帶來很多不便。 Precote Precote作為一種化學(xué)氈合劑，作為一種化學(xué)氈合劑，他的主要特性就是環(huán)氧樹脂與固化劑他的主要特性就是環(huán)氧樹脂與固化劑各自獨(dú)立包裝在微型膠囊里。這種專各自獨(dú)立包裝在微型膠囊里。這種專利技術(shù)與只需一種成分的膠囊包裝工利技術(shù)與只需一種成分的膠囊包裝工藝相比，他的壽命更長。而且可以防藝相比，他的壽命更長。而且可以防止由于潮濕或溶劑反響而使之提早固止由于潮濕或溶劑反響而使之提早固化?；?。14.314.3螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析 螺栓組聯(lián)接受力分析的目的：螺栓組聯(lián)接受力分析的目的：根據(jù)聯(lián)接的構(gòu)造和載荷情況，求出聯(lián)接中受載根據(jù)聯(lián)接

14、的構(gòu)造和載荷情況，求出聯(lián)接中受載最大的螺栓及其載荷，為螺栓強(qiáng)度計(jì)算提供根據(jù)。最大的螺栓及其載荷，為螺栓強(qiáng)度計(jì)算提供根據(jù)。 前提假設(shè)：前提假設(shè)：(1)各螺栓資料、尺寸、擰緊力均一樣。各螺栓資料、尺寸、擰緊力均一樣。(2)受力后資料變形在彈性范圍內(nèi)。受力后資料變形在彈性范圍內(nèi)。(3)被聯(lián)接件為剛性不變形，只需地基變形。被聯(lián)接件為剛性不變形，只需地基變形。(4)接合面形心與螺栓組形心重合，受力后其接縫面仍接合面形心與螺栓組形心重合，受力后其接縫面仍堅(jiān)持平面。堅(jiān)持平面。一、受軸向載荷一、受軸向載荷Q Q的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 單個(gè)螺栓任務(wù)載荷為：單個(gè)螺栓任務(wù)載荷為： F=Q/Z F=Q/Z Q Q軸

15、向外載荷軸向外載荷 Z Z螺栓個(gè)數(shù)螺栓個(gè)數(shù) 二、受橫向載荷二、受橫向載荷R R的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接載荷載荷R R的作用線經(jīng)過螺栓組形心，并與螺栓軸線垂直。載的作用線經(jīng)過螺栓組形心，并與螺栓軸線垂直。載荷荷R R可以經(jīng)過受拉或受剪螺栓聯(lián)接來傳送可以經(jīng)過受拉或受剪螺栓聯(lián)接來傳送 。1.1.受拉螺栓聯(lián)接受拉螺栓聯(lián)接 每個(gè)螺栓需求的預(yù)緊力為：每個(gè)螺栓需求的預(yù)緊力為： 式中式中 Kf可靠性系數(shù)，可靠性系數(shù)，Kf=1.11.3；fs接合面間的摩擦系數(shù)，對于鋼或接合面間的摩擦系數(shù)，對于鋼或鑄鐵的枯燥加工外表鑄鐵的枯燥加工外表fs=0.100.16，當(dāng)，當(dāng)加工外表沾有油污時(shí)加工外表沾有油污時(shí)fs=0.06

16、0.10； zmfRKFsf1432.2.受剪螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接 設(shè)聯(lián)接螺栓數(shù)目為設(shè)聯(lián)接螺栓數(shù)目為z,z,那么每個(gè)螺栓遭到那么每個(gè)螺栓遭到橫向任務(wù)剪力為橫向任務(wù)剪力為 ：(14-4) zRFs/三、受旋轉(zhuǎn)力矩三、受旋轉(zhuǎn)力矩T T的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 1.1.受拉螺栓聯(lián)接受拉螺栓聯(lián)接 那么各個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力為那么各個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力為：TKrFfrFfrFffzsss .21 假設(shè)各螺栓的預(yù)緊力一假設(shè)各螺栓的預(yù)緊力一樣，而且各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生樣，而且各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生的摩擦力集中作用在螺栓中的摩擦力集中作用在螺栓中心，并垂直于螺栓中心與底心，并垂直于螺栓中心與底板旋轉(zhuǎn)中心的連線。聯(lián)接件板旋轉(zhuǎn)

17、中心的連線。聯(lián)接件不產(chǎn)生相對滑動的條件為：不產(chǎn)生相對滑動的條件為： ziisfzsfrfTKrrrfTKF121).(14-5)2.2.受剪螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接 在旋轉(zhuǎn)力矩在旋轉(zhuǎn)力矩T作用下作用下,各螺栓受各螺栓受的橫向任務(wù)剪力的橫向任務(wù)剪力Fs與螺栓中心究與螺栓中心究竟板旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直竟板旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直,計(jì)算中計(jì)算中不思索結(jié)合面摩擦力的影響不思索結(jié)合面摩擦力的影響,按底按底板靜力平衡條件得板靜力平衡條件得TrFrFrFrFziiSizSZSS 12211.根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的剪切變形量與螺栓中心究根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的剪切變形量與螺栓中心究竟板旋轉(zhuǎn)中心的間隔竟板旋轉(zhuǎn)

18、中心的間隔 成正比。由于螺栓的剪切剛度一樣，所以成正比。由于螺栓的剪切剛度一樣，所以各螺栓受的橫向任務(wù)剪力也與這個(gè)間隔各螺栓受的橫向任務(wù)剪力也與這個(gè)間隔 成正比，即成正比，即 maxmaxrFrFsiSiissirrFFmaxmax或或?qū)⒋耸酱肷鲜降脤⒋耸酱肷鲜降?ziisrrFT12maxmax或或ziisrTrF12maxmax(14-6) 式中式中 Fsi第第i個(gè)螺栓接受的橫向任務(wù)剪力；個(gè)螺栓接受的橫向任務(wù)剪力；Fsmax受載最大離螺栓組形心最遠(yuǎn)的螺栓接受的受載最大離螺栓組形心最遠(yuǎn)的螺栓接受的橫向任務(wù)剪力；橫向任務(wù)剪力；ri第第i個(gè)螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的間隔個(gè)螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心

19、的間隔 ；rmax受載最大的螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的間隔受載最大的螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的間隔 。 四、受翻轉(zhuǎn)力矩四、受翻轉(zhuǎn)力矩M M的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 假設(shè)被聯(lián)接件基座有一定的假設(shè)被聯(lián)接件基座有一定的彈性，而底板剛性很大，接合面一直彈性，而底板剛性很大，接合面一直堅(jiān)持平面，在堅(jiān)持平面，在M M作用下底板有繞螺栓作用下底板有繞螺栓組對稱軸線組對稱軸線O-OO-O翻轉(zhuǎn)的趨勢，各螺栓翻轉(zhuǎn)的趨勢，各螺栓接受的預(yù)緊力接受的預(yù)緊力FF相等，拉伸剛度一相等，拉伸剛度一樣。樣。 設(shè)單個(gè)螺栓任務(wù)載荷為設(shè)單個(gè)螺栓任務(wù)載荷為FiFi，取板，取板為受力對象，由靜平衡條件得為受力對象，由靜平衡條件得 MLFLF

20、LFzz .2211MLFziii1或或根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的拉伸變形量與螺栓中心至根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的拉伸變形量與螺栓中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線底板翻轉(zhuǎn)軸線O-OO-O的間隔的間隔 Li Li成正比。由于螺栓的拉伸剛度一樣，成正比。由于螺栓的拉伸剛度一樣，所以各螺栓的任務(wù)拉力所以各螺栓的任務(wù)拉力FiFi與間隔與間隔 Li Li成正比，即成正比，即 maxmaxLFLFiiiiLLFFmaxmax或或?qū)⒋耸酱肷鲜降脤⒋耸酱肷鲜降?ziiLLFM12maxmaxziiLMLF12maxmax或或14-7式中式中 Fmax受載最大離翻轉(zhuǎn)軸線受載最大離翻轉(zhuǎn)軸線O-O間隔間隔 最遠(yuǎn)的螺最

21、遠(yuǎn)的螺栓接受的軸向任務(wù)拉力；栓接受的軸向任務(wù)拉力；Fi第第i個(gè)螺栓接受的軸向任務(wù)拉力；個(gè)螺栓接受的軸向任務(wù)拉力；Lmax受載最大的螺栓中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線的間隔受載最大的螺栓中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線的間隔 ；Li第第i個(gè)螺栓中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線的間隔個(gè)螺栓中心至底板翻轉(zhuǎn)軸線的間隔 。 1.接合面右邊不被壓潰的條件接合面右邊不被壓潰的條件 ppMpFpWMAzF max14-82.接合面左邊出現(xiàn)間隙的條件接合面左邊出現(xiàn)間隙的條件 0minWMAzFpMpFp 14-9式中式中 F每個(gè)螺栓的預(yù)緊力每個(gè)螺栓的預(yù)緊力N；z螺栓數(shù)目：螺栓數(shù)目：A接合面面積接合面面積mm2，如圖，如圖14-14所示，所示，A=ab

22、-ab1；W接合面對接合面對O-O軸的抗彎截面模量軸的抗彎截面模量mm3，；，；sp接合面資料的許用擠壓應(yīng)力接合面資料的許用擠壓應(yīng)力(MPa)，應(yīng)接強(qiáng)度較弱者選取，其，應(yīng)接強(qiáng)度較弱者選取，其值列于表值列于表14-3。 bbbaW6/ )(313 在工程中螺栓組聯(lián)接受力情況很復(fù)雜，實(shí)踐運(yùn)用在工程中螺栓組聯(lián)接受力情況很復(fù)雜，實(shí)踐運(yùn)用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力形狀的中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力形狀的不同組合。計(jì)算時(shí)只需分別計(jì)算出螺栓組在這些簡單不同組合。計(jì)算時(shí)只需分別計(jì)算出螺栓組在這些簡單受力形狀下每個(gè)螺栓的任務(wù)載荷，然后按向量疊加起受力形狀下每個(gè)螺栓的任務(wù)載荷，然后按向量

23、疊加起來，便得到每個(gè)螺栓的總?cè)蝿?wù)載荷，再對受力最大的來，便得到每個(gè)螺栓的總?cè)蝿?wù)載荷，再對受力最大的螺栓進(jìn)展強(qiáng)度計(jì)算即可。螺栓進(jìn)展強(qiáng)度計(jì)算即可。螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算的目的是：根據(jù)強(qiáng)度條件確定螺栓螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算的目的是：根據(jù)強(qiáng)度條件確定螺栓直徑或校核其強(qiáng)度直徑或校核其強(qiáng)度 ，而螺栓和螺母的螺紋牙及其他各部，而螺栓和螺母的螺紋牙及其他各部分尺寸均按規(guī)范選定。分尺寸均按規(guī)范選定。螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算主要與聯(lián)接的裝配情況預(yù)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算主要與聯(lián)接的裝配情況預(yù)緊或不預(yù)緊、外載荷的性質(zhì)和資料性能等有關(guān)。緊或不預(yù)緊、外載荷的性質(zhì)和資料性能等有關(guān)。14.414.4單個(gè)單個(gè) 栓銜接的強(qiáng)度計(jì)算栓銜接的強(qiáng)度計(jì)算一、螺

24、栓聯(lián)接的失效方式一、螺栓聯(lián)接的失效方式 對于受拉螺栓，其失效方式主要是螺紋部分的對于受拉螺栓，其失效方式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。對于受剪螺栓，其失效方式能夠是螺栓桿被剪斷對于受剪螺栓，其失效方式能夠是螺栓桿被剪斷或螺栓桿和孔壁的貼合面被壓潰?；蚵菟U和孔壁的貼合面被壓潰。65%20%15%螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)那么螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)那么 對于受拉螺栓，設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是保證螺栓的靜力或疲勞對于受拉螺栓，設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是保證螺栓的靜力或疲勞抗拉強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度；對于受剪螺栓其設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和對于受剪螺栓其設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的抗剪強(qiáng)

25、度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對聯(lián)接的可靠性起螺栓的抗剪強(qiáng)度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對聯(lián)接的可靠性起決議性作用。決議性作用。 一松螺栓聯(lián)接一松螺栓聯(lián)接F如吊鉤螺栓，任務(wù)前不擰緊，只需如吊鉤螺栓，任務(wù)前不擰緊，只需任務(wù)載荷任務(wù)載荷F F起拉伸作用，強(qiáng)度條件為：起拉伸作用，強(qiáng)度條件為：421 dF驗(yàn)算用驗(yàn)算用 41 Fd 設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)用 式中式中 d1 d1螺紋小徑，螺紋小徑，mmmm；ss松螺栓聯(lián)接的許用拉應(yīng)力，松螺栓聯(lián)接的許用拉應(yīng)力，MPaMPa，其值見表，其值見表14-514-5。 二、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 或或二緊螺栓聯(lián)接二緊螺栓聯(lián)接 1只受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接只受預(yù)緊力的緊螺

26、栓聯(lián)接 擰緊螺母時(shí)，螺栓除受預(yù)緊力擰緊螺母時(shí)，螺栓除受預(yù)緊力F產(chǎn)生的拉應(yīng)力產(chǎn)生的拉應(yīng)力s外，還受螺紋力矩外，還受螺紋力矩T1產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力t作用。螺栓危險(xiǎn)剖作用。螺栓危險(xiǎn)剖面上產(chǎn)生的拉應(yīng)力面上產(chǎn)生的拉應(yīng)力s和扭剪應(yīng)力和扭剪應(yīng)力t分別分別為為 214dF 122131212)tg(416)tg(2dddFddFWTT 對于常用的對于常用的M10M68M10M68的鋼制普通螺栓，可取、的鋼制普通螺栓，可取、，那么。、，那么。17. 0tanv 121 . 1 dd 05. 0tg 5 . 0 3 . 1)5 . 0(332222 e故螺紋部分的強(qiáng)度條件為故螺紋部分的強(qiáng)度條件為 214

27、3 . 13 . 1dFe 驗(yàn)算用驗(yàn)算用 Fd43 . 11設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)用 式中式中 s s緊聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力緊聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力MPaMPa 由于鋼制螺栓是塑性資料，根據(jù)第四強(qiáng)度實(shí)際其當(dāng)量應(yīng)力為由于鋼制螺栓是塑性資料，根據(jù)第四強(qiáng)度實(shí)際其當(dāng)量應(yīng)力為 由此可見，同時(shí)受拉伸和改動作用的緊聯(lián)接螺栓，可把拉力由此可見，同時(shí)受拉伸和改動作用的緊聯(lián)接螺栓，可把拉力增大增大30%30%當(dāng)純拉伸來計(jì)算螺栓的強(qiáng)度，以思索螺紋力矩的影響，當(dāng)純拉伸來計(jì)算螺栓的強(qiáng)度，以思索螺紋力矩的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力形狀簡化為純拉伸來處置，大大簡化了計(jì)這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力形狀簡化為純拉伸來處置，大大簡化了計(jì)算手續(xù)，故又稱

28、簡化計(jì)算法算手續(xù)，故又稱簡化計(jì)算法 。 但由式但由式14-314-3可知，當(dāng)可知，當(dāng)m=1m=1，fs=0.15fs=0.15，Kf=1.2Kf=1.2時(shí)，螺栓需求時(shí)，螺栓需求的預(yù)緊力的預(yù)緊力F=8RF=8R。因此所需螺栓尺寸較大，如有沖擊、振動或變載。因此所需螺栓尺寸較大，如有沖擊、振動或變載荷作用時(shí)，聯(lián)接的可靠性更差。荷作用時(shí)，聯(lián)接的可靠性更差。 zmfRKFsf 14-3為防止上述缺陷，添加可靠性，減小直徑，簡化構(gòu)造，提高承為防止上述缺陷，添加可靠性，減小直徑，簡化構(gòu)造，提高承載才干，可采用各種抗剪元件來傳送橫向載荷，如用銷、套簡、鍵載才干，可采用各種抗剪元件來傳送橫向載荷，如用銷、套簡

29、、鍵等，如圖等，如圖14-1714-17所示。其強(qiáng)度計(jì)算與受剪螺栓聯(lián)接類似。另外，也所示。其強(qiáng)度計(jì)算與受剪螺栓聯(lián)接類似。另外，也可改為鉸制孔用螺栓聯(lián)接?？筛臑殂q制孔用螺栓聯(lián)接。a)a)減載銷減載銷b)b)減載套筒減載套筒c)c)減載鍵減載鍵 靠摩擦傳送橫向載荷的聯(lián)接，具有構(gòu)造簡單、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)?？磕Σ羵魉蜋M向載荷的聯(lián)接，具有構(gòu)造簡單、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)。2受預(yù)緊力和任務(wù)拉力的緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力和任務(wù)拉力的緊螺栓聯(lián)接 2 2處理問題：處理問題： a) a)任務(wù)時(shí)螺栓總載荷，任務(wù)時(shí)螺栓總載荷， 0=0=？ b) b)保證平安可靠的任務(wù)，預(yù)緊力保證平安可靠的任務(wù)，預(yù)緊力F=F=？1 1任務(wù)特點(diǎn)：任務(wù)前

30、擰緊，有預(yù)緊力任務(wù)特點(diǎn)：任務(wù)前擰緊，有預(yù)緊力FF；任務(wù)后加；任務(wù)后加上任務(wù)載荷上任務(wù)載荷F F，任務(wù)前、任務(wù)中載荷變化。，任務(wù)前、任務(wù)中載荷變化。3根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件求螺拴受力根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件求螺拴受力a)a)螺母擰緊后未受任務(wù)拉力時(shí)，聯(lián)接只受螺母擰緊后未受任務(wù)拉力時(shí)，聯(lián)接只受FF作用作用 a螺拴變形圖螺拴變形圖(b)聯(lián)接件變形圖聯(lián)接件變形圖c合并后的變形圖合并后的變形圖設(shè)設(shè)c1、c2分別表示螺栓和聯(lián)接件的剛度，那么螺栓的伸長變分別表示螺栓和聯(lián)接件的剛度，那么螺栓的伸長變形量為形量為d1= F/ c1，聯(lián)接件的緊縮變形量為，聯(lián)接件的緊縮變形量為d2= F/ c2 。b)b)螺母擰緊后受任務(wù)拉力螺

31、母擰緊后受任務(wù)拉力F F作用作用從圖線可看出，從圖線可看出，螺栓受任務(wù)載荷螺栓受任務(wù)載荷F F時(shí)，時(shí)，螺栓總載荷：螺栓總載荷： F0= F+ F14-12 11/cF 22/ )(cFF 變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件Dd1= Dd1= Dd2 Dd2 FKFcccFc 211FKFFFFFc)1()( 14-13FKFFc)1( 14-14FKFFFFc 14-15Kc的值與螺栓剛度的值與螺栓剛度c1和被聯(lián)接件包括墊片、螺母和被聯(lián)接件包括墊片、螺母和墊圈等剛度和墊圈等剛度c2有關(guān)，在有關(guān)，在01之間變化。之間變化。Kc的值可經(jīng)過計(jì)算或?qū)嶒?yàn)確定。對于鋼螺栓和鋼、鐵的的值可經(jīng)過計(jì)算或?qū)嶒?yàn)確定。對于鋼螺

32、栓和鋼、鐵的被聯(lián)接件，其值如下：被聯(lián)接件，其值如下：皮革墊片皮革墊片Kc=0.7Kc=0.7；金屬墊片或不用墊片金屬墊片或不用墊片Kc=0.20.3Kc=0.20.3；銅皮、石棉墊片銅皮、石棉墊片Kc=0.8Kc=0.8；橡膠墊片橡膠墊片Kc=0.9Kc=0.9。式中，稱為相對剛度系數(shù)。式中，稱為相對剛度系數(shù)。211cccKc 當(dāng)螺栓剛度當(dāng)螺栓剛度c1很小如細(xì)長的或中空螺栓，而被聯(lián)很小如細(xì)長的或中空螺栓，而被聯(lián)接件包括墊片、螺母和墊圈等剛度接件包括墊片、螺母和墊圈等剛度c2很大時(shí)，很大時(shí)， ，由知，螺栓所受總拉力添加很少。由知，螺栓所受總拉力添加很少。0 cKFKFFc 反過來當(dāng)螺栓剛度反過來

33、當(dāng)螺栓剛度c1很大，而被聯(lián)接件包括墊片、很大，而被聯(lián)接件包括墊片、螺母和墊圈等剛度螺母和墊圈等剛度c2很小時(shí)，很小時(shí)， ，由，由知，螺栓所受總拉力有較大的添加。知，螺栓所受總拉力有較大的添加。1 cKFKFFc 為了降低螺栓的受力，提高螺栓聯(lián)接的承載才干，應(yīng)使為了降低螺栓的受力，提高螺栓聯(lián)接的承載才干，應(yīng)使Kc的值盡量小些。的值盡量小些。c)c)剩余預(yù)緊力剩余預(yù)緊力F F 的選取的選取假設(shè)任務(wù)載荷假設(shè)任務(wù)載荷F F過大，致使過大，致使Dd1Dd1d2d2，被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙，這是不允許的。因被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙，這是不允許的。因此，要求任務(wù)時(shí)剩余預(yù)緊力此，要求任務(wù)時(shí)剩余預(yù)緊力FF大于零，大于零，

34、以保證聯(lián)接的嚴(yán)密性和剛性。以保證聯(lián)接的嚴(yán)密性和剛性。 通常根據(jù)任務(wù)要求按閱歷選取通常根據(jù)任務(wù)要求按閱歷選取FF，以，以下數(shù)據(jù)可供參考：下數(shù)據(jù)可供參考：對緊固聯(lián)接，當(dāng)對緊固聯(lián)接，當(dāng)F F無變化時(shí)，無變化時(shí)，F(xiàn)=F=0.20.60.20.6F F；當(dāng)當(dāng)F F有變化時(shí)，有變化時(shí)，F(xiàn)=F=0.61.00.61.0F F；對壓力容器等嚴(yán)密性要求較高的聯(lián)接，對壓力容器等嚴(yán)密性要求較高的聯(lián)接，F(xiàn)=F=1.51.81.51.8F F；對地腳螺栓聯(lián)接，對地腳螺栓聯(lián)接，F(xiàn)FFF。 d)d)設(shè)計(jì)時(shí)力計(jì)算公式的運(yùn)用設(shè)計(jì)時(shí)力計(jì)算公式的運(yùn)用知知F F、FF，由式，由式14-1214-12求出求出F0F0，以計(jì)算螺栓的強(qiáng)，

35、以計(jì)算螺栓的強(qiáng)度；由式度；由式14-1414-14求出預(yù)緊力求出預(yù)緊力F F 。F0= F+ F14-12 FKFFc)1( 14-14知知F F、F F ，由式，由式14-1514-15求出求出F0F0，以計(jì)算螺栓的強(qiáng)，以計(jì)算螺栓的強(qiáng)度；由式度；由式14-1314-13求出求出FF以檢查其能否到達(dá)需求值。以檢查其能否到達(dá)需求值。FKFFFFc 14-15FKFFc)1( 14-134受預(yù)緊力和任務(wù)拉力的緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件受預(yù)緊力和任務(wù)拉力的緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件 012 . 5 Fd 設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)用 2103 . 14dFe驗(yàn)算用驗(yàn)算用或或緊聯(lián)接螺栓通常應(yīng)在接受任務(wù)拉力之前擰緊。為了緊聯(lián)接螺栓通常

36、應(yīng)在接受任務(wù)拉力之前擰緊。為了平安，思索到能夠在總拉力平安，思索到能夠在總拉力F0F0作用下被補(bǔ)充擰緊應(yīng)盡作用下被補(bǔ)充擰緊應(yīng)盡量防止，量防止， 因此螺栓接受了拉、扭應(yīng)力的作用，按第因此螺栓接受了拉、扭應(yīng)力的作用，按第四強(qiáng)度實(shí)際得出的強(qiáng)度條件為：四強(qiáng)度實(shí)際得出的強(qiáng)度條件為：3.受預(yù)緊力和變載荷的緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力和變載荷的緊螺栓聯(lián)接 當(dāng)任務(wù)拉力在當(dāng)任務(wù)拉力在0 0與與F F之間變化時(shí)，螺栓的拉力變幅為之間變化時(shí)，螺栓的拉力變幅為: :F0F0F F /2=DF/2=KcF/2 /2=DF/2=KcF/2 。 2 . 5 24/2/2102121dFdFKdFKaCCa14-1714-17 二、受

37、剪螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算二、受剪螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 主要失效方式有：螺栓桿被剪斷，螺栓桿與孔主要失效方式有：螺栓桿被剪斷，螺栓桿與孔壁接觸外表壓潰。壁接觸外表壓潰。 1.1.螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件為螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件為 mdFs204(14-18) 2.2.螺栓桿與孔壁接觸外表的擠壓強(qiáng)度條件為螺栓桿與孔壁接觸外表的擠壓強(qiáng)度條件為 psphdF 0(14-19) 式中式中 Fs單個(gè)螺栓接受的橫向任務(wù)剪力單個(gè)螺栓接受的橫向任務(wù)剪力N；m螺栓桿受剪面的數(shù)目，如圖螺栓桿受剪面的數(shù)目，如圖14-21a所示，所示，m=1，如圖，如圖14-21b所示，所示，m=2；d0螺栓桿受剪面的直徑螺栓桿受剪面的直徑mm；h螺

38、栓桿與孔壁擠壓面的最小高度螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度mm，如圖，如圖14-21b所示，取所示，取h1+h2與與h3中的小值；中的小值；t螺栓的許用切應(yīng)力螺栓的許用切應(yīng)力MPa，見表，見表14-5；sp螺栓或孔壁資料的許用擠壓應(yīng)力螺栓或孔壁資料的許用擠壓應(yīng)力MPa，見表，見表14-5 。 三、螺紋聯(lián)接件的資料和許用應(yīng)力三、螺紋聯(lián)接件的資料和許用應(yīng)力 1.1.螺紋聯(lián)接件的常用資料螺紋聯(lián)接件的常用資料普通采用碳素鋼，如普通采用碳素鋼，如Q215Q215、Q235Q235、3535和和4545號鋼等。對于接號鋼等。對于接受沖擊、振動或變載荷的螺紋聯(lián)接件，可采用受沖擊、振動或變載荷的螺紋聯(lián)接件，可采用

39、15Cr15Cr、30CrMnsi30CrMnsi、40Cr40Cr等力學(xué)性能較高的合金鋼。等力學(xué)性能較高的合金鋼。 2.2.螺母、螺栓強(qiáng)度級別螺母、螺栓強(qiáng)度級別( (表表14-4) 14-4) 1 1根據(jù)機(jī)械性能，把栓母分級并以數(shù)字表示，此乃強(qiáng)度級別根據(jù)機(jī)械性能，把栓母分級并以數(shù)字表示，此乃強(qiáng)度級別 2 2所根據(jù)機(jī)械性能為抗拉強(qiáng)度極限所根據(jù)機(jī)械性能為抗拉強(qiáng)度極限bb和屈服極限和屈服極限ss螺栓級別螺栓級別: : 帶點(diǎn)數(shù)字表示帶點(diǎn)數(shù)字表示 ， 點(diǎn)前數(shù)字為：點(diǎn)前數(shù)字為：100/b 點(diǎn)后數(shù)字為：點(diǎn)后數(shù)字為：bs /10螺母級別螺母級別: : 100/b 留意：螺母的強(qiáng)度級別應(yīng)低于螺栓資料的強(qiáng)度級別

40、，螺母的硬留意：螺母的強(qiáng)度級別應(yīng)低于螺栓資料的強(qiáng)度級別，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度均低于度稍低于螺栓的硬度均低于202040HB40HB 3.3.螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力表螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力表14-514-5 4.4.緊聯(lián)接螺栓的平安系數(shù)緊聯(lián)接螺栓的平安系數(shù)S S 表表14-614-6表表14-6 14-6 緊聯(lián)接螺栓的平安系數(shù)緊聯(lián)接螺栓的平安系數(shù)S S不控制預(yù)緊力不控制預(yù)緊力螺栓資料螺栓資料靜載荷靜載荷變戴荷變戴荷M6M6M16M16M16M16M30M30M30M30M60M60M6M6M16M16M16-M30M16-M30鋼鋼合金鋼合金鋼4 43 35 54 43 32 24 42.52.5

41、2 21.31.32.52.510106.56.57.5-57.5-56.56.55 5Ss 留意：留意：1.1.不控制預(yù)緊力不控制預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接，易過載，設(shè)計(jì)的緊螺栓聯(lián)接，易過載，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取較大的完全系數(shù)。控制預(yù)緊力時(shí)可取較小的時(shí)應(yīng)取較大的完全系數(shù)?？刂祁A(yù)緊力時(shí)可取較小的平安系數(shù)平安系數(shù)S S。2.2.平安系數(shù)平安系數(shù)S S 及及與與d d 有關(guān)有關(guān)所以設(shè)計(jì)時(shí)，先假設(shè)所以設(shè)計(jì)時(shí)，先假設(shè)d d，選取一平安系數(shù)進(jìn)展試，選取一平安系數(shù)進(jìn)展試算，計(jì)算結(jié)果與估計(jì)直徑相比較，如在原先估計(jì)直算，計(jì)算結(jié)果與估計(jì)直徑相比較，如在原先估計(jì)直徑所屬范圍內(nèi)即可，否那么需重新進(jìn)展估算。徑所屬范圍內(nèi)即可，否那么需重

42、新進(jìn)展估算。試算法試算法思緒：思緒：螺紋聯(lián)接計(jì)算實(shí)例：螺紋聯(lián)接計(jì)算實(shí)例：螺栓組構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)劃、數(shù)目螺栓組構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)劃、數(shù)目螺栓組受力分螺栓組受力分析載荷類型、形狀、方式析載荷類型、形狀、方式求單個(gè)螺栓的最大任求單個(gè)螺栓的最大任務(wù)載荷判別哪個(gè)最大務(wù)載荷判別哪個(gè)最大按最大載荷的單個(gè)螺栓設(shè)按最大載荷的單個(gè)螺栓設(shè)計(jì)求計(jì)求d1d1規(guī)范規(guī)范全組采用同樣尺寸螺栓互換的全組采用同樣尺寸螺栓互換的目的目的例例14-1 起重卷筒用起重卷筒用6個(gè)均勻分布在個(gè)均勻分布在D0=500mm的圓周上的雙頭的圓周上的雙頭螺柱與齒輪聯(lián)接，利用雙頭螺柱夾緊產(chǎn)生的摩擦力矩將轉(zhuǎn)矩螺柱與齒輪聯(lián)接，利用雙頭螺柱夾緊產(chǎn)生的摩擦力矩將轉(zhuǎn)矩傳至

43、卷筒見圖傳至卷筒見圖3-26。知卷筒上的鋼繩拉力。知卷筒上的鋼繩拉力G=15000N，卷，卷筒直徑筒直徑D=400mm，螺柱強(qiáng)度級別，螺柱強(qiáng)度級別4.6級，聯(lián)接接合面摩擦系數(shù)級，聯(lián)接接合面摩擦系數(shù)fc=0.12，可靠性系數(shù)，可靠性系數(shù)Kf=1.2，試計(jì)算雙頭螺柱的直徑。，試計(jì)算雙頭螺柱的直徑。 解：解： 1計(jì)算雙頭螺柱的預(yù)緊力計(jì)算雙頭螺柱的預(yù)緊力F如圖如圖14-22所示，卷筒與齒輪聯(lián)接采用止口構(gòu)造，因此雙頭螺所示，卷筒與齒輪聯(lián)接采用止口構(gòu)造，因此雙頭螺柱聯(lián)接只接受轉(zhuǎn)矩柱聯(lián)接只接受轉(zhuǎn)矩T的作用，不受橫向力的作用，不受橫向力G的作用。的作用。 在聯(lián)接接合面上雙頭螺柱以預(yù)緊力在聯(lián)接接合面上雙頭螺柱以

44、預(yù)緊力FF夾緊產(chǎn)生的摩擦力矩夾緊產(chǎn)生的摩擦力矩 D20fFzTcf 保證此雙頭螺柱聯(lián)接正常任務(wù)的條件為保證此雙頭螺柱聯(lián)接正常任務(wù)的條件為故為產(chǎn)生足夠的摩擦力，每個(gè)螺柱所需的預(yù)緊力為故為產(chǎn)生足夠的摩擦力，每個(gè)螺柱所需的預(yù)緊力為 NDzfDGKFcf20000250012. 062400150002 . 122 卷筒上的阻力矩卷筒上的阻力矩 2DGT 220DGKDfFzfc TTf 即即2確定雙頭螺柱直徑確定雙頭螺柱直徑 d(mm) Fd 3 . 141 由表由表14-514-5查得查得 ，由于雙頭螺柱的強(qiáng)度級別為，由于雙頭螺柱的強(qiáng)度級別為4.64.6級，級，由表由表14-414-4查得查得ss

45、=240N/mm2ss=240N/mm2，初估雙頭螺柱直徑，初估雙頭螺柱直徑d=22mmd=22mm查表查表得得d1=19.294mmd1=19.294mm，查表，查表14-614-6，當(dāng)不控制預(yù)緊力時(shí)，當(dāng)不控制預(yù)緊力時(shí)，S=2.57S=2.57用插值法求得。故用插值法求得。故 Ss 2mmN4 .9357. 2240 sS mm8 .184 .93200003 . 141 d那那么么 因因18.8mm19.294mm18.8mm19.294mm，應(yīng)選用，應(yīng)選用6 6個(gè)個(gè)M22M22GB897-88GB897-88雙頭螺柱，雙頭螺柱，螺柱長度按構(gòu)造確定。螺柱長度按構(gòu)造確定。 162232322

46、.57例例14-2 如下圖底板螺栓組銜接，如下圖底板螺栓組銜接，用用4個(gè)螺栓將鑄鐵支架固定在混凝個(gè)螺栓將鑄鐵支架固定在混凝土地基上。知外載荷土地基上。知外載荷P=10kN， ，支架尺寸：支架尺寸：a=180mm，b=600mm，b1=300mm，c=500mm，h=350mm。支架與地基接合面的摩擦系數(shù)支架與地基接合面的摩擦系數(shù)fs=0.4。試確定螺栓的公稱直徑。試確定螺栓的公稱直徑。 30解：解： 1螺栓組受力分析螺栓組受力分析 將圖中外載荷將圖中外載荷P P沿垂直方向和程度方向沿垂直方向和程度方向分解，并向螺栓組形心簡化，那么螺栓組分解，并向螺栓組形心簡化，那么螺栓組銜接將接受軸向載荷銜接

47、將接受軸向載荷Q Q、橫向載荷、橫向載荷R R和翻轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)力矩力矩M M的結(jié)協(xié)作用，其計(jì)算值為的結(jié)協(xié)作用，其計(jì)算值為N500030sin10000sinPQN866030cos10000cosPRmmN1003. 335086606 RhM1 1受軸向載荷受軸向載荷Q Q時(shí)，每個(gè)螺栓的軸向任務(wù)時(shí)，每個(gè)螺栓的軸向任務(wù)拉力為拉力為N125045000QzQF2 2受翻轉(zhuǎn)力矩受翻轉(zhuǎn)力矩M M時(shí)，左邊每個(gè)螺栓的軸向時(shí)，左邊每個(gè)螺栓的軸向任務(wù)拉力任務(wù)拉力FMFM按公式按公式(14(14 7)7)確定確定N3030)2/500(4/ )2500(1003. 326412maxMiiLMLF故左邊每個(gè)螺栓總

48、的軸向任務(wù)拉力為故左邊每個(gè)螺栓總的軸向任務(wù)拉力為3 3受橫向載荷受橫向載荷R R作用時(shí)，按支架接合面不作用時(shí)，按支架接合面不滑動的條件求各螺栓的預(yù)緊力滑動的條件求各螺栓的預(yù)緊力FF。由靜力。由靜力平衡條件得平衡條件得N428030301250MQFFFRfsFKfF 因翻轉(zhuǎn)力矩因翻轉(zhuǎn)力矩M M對左右兩邊接合面剩余預(yù)緊力的對左右兩邊接合面剩余預(yù)緊力的影響相互抵消，故影響相互抵消，故QKFFFFFcQ144 即即 RKfQKFfsc14因此每個(gè)螺栓的預(yù)緊力因此每個(gè)螺栓的預(yù)緊力FF為為N683050007 . 014 . 086601 . 141141csfQKfRKF式中取可靠性系數(shù)式中取可靠性系

49、數(shù)Kf=1.1Kf=1.1，鑄鐵與混，鑄鐵與混凝土銜接的相對剛性系數(shù)凝土銜接的相對剛性系數(shù)Kc=0.3Kc=0.3。4 4受載最大的螺栓所接受的總拉力受載最大的螺栓所接受的總拉力F0F0按公式按公式(14(14 15)15)確定，那么確定，那么N811442803 . 06830c0FKFF2 2確定螺栓直徑確定螺栓直徑螺栓強(qiáng)度級別選為螺栓強(qiáng)度級別選為5.65.6級，資料為中碳鋼，級，資料為中碳鋼，由表由表1414 4 4知，知，Re=300MPaRe=300MPa。不控制預(yù)緊力。不控制預(yù)緊力時(shí)，螺栓的許用拉應(yīng)力時(shí)，螺栓的許用拉應(yīng)力ss與螺栓直徑有與螺栓直徑有關(guān)，故需預(yù)估螺栓直徑，初設(shè)關(guān)，故需

50、預(yù)估螺栓直徑，初設(shè)d=18mmd=18mm，由，由表表1414 6 6知，平安系數(shù)知，平安系數(shù)S=2.86S=2.86，由表，由表1414 5 5知，知， MPa9 .10486. 2/MPa300eSR按公式按公式(14(14 16)16)計(jì)算螺栓小徑計(jì)算螺栓小徑 mm315.119 .10481142 . 52 . 501Fd由普通螺紋規(guī)范知，當(dāng)由普通螺紋規(guī)范知，當(dāng)d=18mmd=18mm時(shí)，時(shí)， mm315.11mm290.151d故應(yīng)改選尺寸較小的螺栓?，F(xiàn)改選故應(yīng)改選尺寸較小的螺栓?，F(xiàn)改選d=16mmd=16mm，查表得，查表得S=3S=3， MPa1003/300mm589.1110

51、081142 . 51d查表當(dāng)查表當(dāng)d=16mmd=16mm時(shí)，時(shí)， mm589.11mm835.131d適宜。應(yīng)選用適宜。應(yīng)選用4 4個(gè)個(gè)M16M16的普通螺栓。的普通螺栓。 3 3校核螺栓組銜接的任務(wù)才干校核螺栓組銜接的任務(wù)才干1 1按接合面不被壓潰的條件校核最大擠壓應(yīng)力按接合面不被壓潰的條件校核最大擠壓應(yīng)力 式中式中 MPa734. 01045. 91003. 3104 . 55000104 . 5683046644PMPQFppmaxWMAQAFz241mm104 . 5)300600(180ababA3633313mm1045. 96006)300600(1806)(bbbaW由表由

52、表1414 3 3知混凝土的知混凝土的 MPa734. 0MPa) 32(p平安平安 3 3校核螺栓組銜接的任務(wù)才干校核螺栓組銜接的任務(wù)才干2 2按接合面不出現(xiàn)縫隙的條件校核最小擠壓應(yīng)力按接合面不出現(xiàn)縫隙的條件校核最小擠壓應(yīng)力 故不會出現(xiàn)縫隙。故不會出現(xiàn)縫隙。0MPa092. 0321. 0093. 0506. 0PMPQFppmin14.5 14.5 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施 影響聯(lián)接強(qiáng)度的要素很多，如螺紋牙間載荷分配、應(yīng)力幅、影響聯(lián)接強(qiáng)度的要素很多，如螺紋牙間載荷分配、應(yīng)力幅、應(yīng)力集中、附加應(yīng)力、資料、構(gòu)造、尺寸參數(shù)、制造和裝配工應(yīng)力集中、附加應(yīng)力、資料、構(gòu)造、尺寸參數(shù)

53、、制造和裝配工藝等藝等 ，而螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度又主要取決于螺栓的強(qiáng)度。，而螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度又主要取決于螺栓的強(qiáng)度。 一、改善螺紋牙間的載荷分配一、改善螺紋牙間的載荷分配 任務(wù)中螺栓牙抗拉伸長，螺母牙受緊縮短，伸與縮的螺距變?nèi)蝿?wù)中螺栓牙抗拉伸長，螺母牙受緊縮短，伸與縮的螺距變化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應(yīng)變最大，應(yīng)力最大，其化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應(yīng)變最大，應(yīng)力最大，其他各圈依次遞減，旋合螺紋間的載荷分布如下圖。約他各圈依次遞減，旋合螺紋間的載荷分布如下圖。約1/31/3的載的載荷集中在第一圈上，第荷集中在第一圈上，第8 81010圈以后的螺紋牙幾乎不接受載荷圈以后的螺紋牙幾乎不接受載荷所

54、以采用圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。所以采用圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。 方法：降低剛性，易變形、添加協(xié)調(diào)性，以緩和矛盾方法：降低剛性，易變形、添加協(xié)調(diào)性，以緩和矛盾 1懸置螺母圖懸置螺母圖3-29a，螺母的旋合部分全部受拉，其變形性質(zhì)，螺母的旋合部分全部受拉，其變形性質(zhì)與螺栓一樣以減少螺距變化差，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)與螺栓一樣以減少螺距變化差，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)40%； 2內(nèi)斜螺母圖內(nèi)斜螺母圖3-29b，螺母下端螺栓旋入端受力大的幾圈，螺母下端螺栓旋入端受力大的幾圈螺紋制成螺紋制成1015的斜角，因其剛度減小而把力分移到原受力小的斜角，因其剛度減小而把力分移到原受力小的螺紋牙上，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)的螺紋牙上，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)20%； 3環(huán)槽螺母圖環(huán)槽螺母圖3-29c，利用螺母下端受拉和剛度降低而起，利用螺母下端受拉和剛度降低而起上述兩種螺母的作用，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)上述兩種螺母的作用，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)30% 。a) a) 懸置