螺紋連接和螺旋傳動48438

第5章螺紋連接和螺旋傳動§5－1螺紋§5－2螺紋連接的類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件§5－3螺紋連接的預(yù)緊§5－5螺紋連接的強度計算§5－7螺栓的材料和許用應(yīng)力§5－8提高螺栓連接強度的措施§5－9螺旋傳動§5－4螺紋連接的防松§5－6螺栓組連接的設(shè)計寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制一、螺紋的形成§5－1螺紋d2螺旋線——一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動的軌跡。螺紋——一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制螺紋的牙型潘存云教授研制矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋15o30o3o30o潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋潘存云教授研制左旋螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋左旋螺紋單線螺紋多線螺紋一般:n≤4PSS=2PPSPS=Pn線螺紋:S=n

P單線螺紋多線螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋左旋螺紋單線螺紋多線螺紋外螺紋內(nèi)螺紋螺紋副寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制外螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋左旋螺紋單線螺紋多線螺紋外螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋傳動螺紋螺旋傳動寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授連接螺紋傳動螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋左旋螺紋單線螺紋多線螺紋外螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制圓柱螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制管螺紋寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授ψ潘存云教授研制(3)中徑d2

也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。βd1d2d(1)大徑d

與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2)小徑d1

與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(4)螺距P

相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(5)導(dǎo)程S(6)螺紋升角ψ

中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角(7)牙型角

α

軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。tanψ=πd2

nP

牙側(cè)角

β

αβψπd2SS=nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距P二、螺紋的主要幾何參數(shù)SPP/2P/2(8)接觸高度

h

內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。h寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授普通螺紋以大徑d為公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為細牙螺紋。60?螺紋的精度等級:A級B級C級公差小，精度最高，用于配合精確，防振動等場合受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的連接用于一般連接，最常用粗牙螺紋應(yīng)用最廣。細牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、自鎖性好、強度高缺點：不耐磨，易滑扣。應(yīng)用：薄壁零件、受動載荷的連接和微調(diào)機構(gòu)。Pd粗牙dP細牙dP細牙寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制梯形螺紋：梯形鋸齒形30o3o30o為了減少摩擦和提高效率，這兩種螺紋的牙側(cè)角β比三角形螺紋的要小得多。用于剖分螺母時，梯形螺紋可消除因摩擦而產(chǎn)生的間隙，應(yīng)用較廣。鋸齒形螺紋的效率比矩形螺紋高，但只適合單向傳動。鋸齒形螺紋:常用于傳動。β=15oβ=3o粗牙普通螺紋、細牙普通螺紋和梯形螺紋的基本尺寸見后續(xù)各表（或查閱相關(guān)機械設(shè)計手冊）。螺紋的基本尺寸：寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制直徑與螺距、粗牙普通螺紋基本尺寸mm30.52.6752.459公稱直徑（大徑）粗牙細牙

D

d螺距P中徑D2d2小徑D2d2螺距P

40.73.5453.24250.83.5454.1340.350.5615.3504.91881.257.1886.647101.59.0268.3761.25,10.75121.7510.86310.1061.5,1.250.5(14)212.70111.8351.5,116214.70113.835(18)2.516.37615.294202.518.37617.294(20)2.520.37619.29424322.05220.752(27)325.05223.752303.527.72726.2112,1.5,1注：括號內(nèi)的公稱直徑為第二系列H=0.866P

d2=d-0.6495P

d1=d-1.0825PD1、d1——內(nèi)、外螺紋小徑D2、d2——內(nèi)、外螺紋中徑D、d

——內(nèi)、外螺紋大徑P——螺距標(biāo)記示例：M24(粗牙普通螺紋、直徑24、螺距3)M24×1.5(細牙普通螺紋,直徑24,螺距1.5)PP/8P/8P/8H/4D

dD2

d2D1

d1P/2P/430?60?90?寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制細牙普通螺紋基本尺寸mm螺距P中徑D2、d2小徑D1、d10.35d-1+0.773d-1+0.6210.5d-1+0.675d-1+0.4590.75d-1+0.513d-1+0.1881d-1+0.35d-2+0.9181.25d-1+0.188d-2+0.6471.5d-1+0.026d-2+0.3762d-2+0.701d-3+0.8353d-2+0.052d-4+0.752寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制梯形螺紋基本尺寸mm標(biāo)記示例：Tr48×8(梯形螺紋，直徑48，螺距8)P

h3=H4

ac

第1系列第2系列D2d2

D1

螺距螺紋牙高牙頂間隙公稱直徑d中徑內(nèi)螺紋小徑

126.50.590、10085、95d-6d-12105.50.540、70、8038、42、65d-5d-1086.50.548、5246、50d-4d-842.250.2516、2018d-2d-452.750.2524、2822、26d-2.5d-562.250.532、3630、34d-3d-6內(nèi)螺紋外螺紋dPR1R2D1D4H1D2d2d3acac30?

H4R2寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制dd2d1P用螺紋密封的管螺紋普通細牙螺紋管螺紋非螺紋密封管螺紋（圓柱管壁α=55?）用螺紋密封管螺紋（圓錐管壁α=55?）60?圓錐管螺紋公稱直徑——管子的公稱通徑。強調(diào)與普通螺紋不同55?55?非螺紋密封的管螺紋dd2d1Pφ2φ寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授§5－2螺紋連接的類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件一、

螺紋連接的基本類型螺栓連接基本類型eaal1l1可承受橫向載荷。螺紋余留長度l1鉸制孔用螺栓靜載荷l1>=(0.3~0.5)d;變載荷l1>=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷l1≥d;鉸制孔用螺栓l1≈d;螺紋伸出長度a=(0.2~0.3)d;螺栓軸線到被連接件邊緣的距離e=d+(3~6)mm用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。潘存云教授研制潘存云教授研制d潘存云教授研制d孔與螺桿之間留有間隙潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一、

螺紋連接的基本類型螺栓連接基本類型螺釘連接座端擰入深度H，當(dāng)螺孔材料為：aee雙頭螺柱連接

連接件厚，允許拆裝。鋼或青銅H=d;鑄鐵H=(1.25~1.5)d鋁合金H=(1.5~2.5)d螺紋孔深度H1=H+(2~2.5)P;鉆孔深度H2=H1+(0.5~1)d;參數(shù)l1、e、a與螺栓相同

l1l1HHH1H1H2H2結(jié)構(gòu)簡單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復(fù)困難?！?－2螺紋連接的類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件d寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制一、

螺紋連接的基本類型螺栓連接基本類型螺釘連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘§5－2螺紋連接的類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制二、螺紋緊固件螺栓螺紋緊固件螺栓的結(jié)構(gòu)形式LL0d六角頭LdL0小六角頭寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授dL0L1LL1

——座端長度L0

——螺母端長度二、螺紋緊固件螺紋緊固件雙頭螺柱螺栓寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授二、螺紋緊固件螺紋緊固件末端結(jié)構(gòu)頭部結(jié)構(gòu)螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制二、螺紋緊固件螺紋緊固件潘存云教授研制地腳螺栓潘存云教授研制起吊螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓專用螺紋連接T型螺栓寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授二、螺紋緊固件螺紋緊固件用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。用于尺寸受限制之處。國標(biāo)羅列有６０余種不同結(jié)構(gòu)的螺母螺母螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓專用螺紋連接六角螺母六角扁螺母六角厚螺母潘存云教授研制圓螺母寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制其它螺母：寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制其它螺母：寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授墊圈平墊圈薄平墊圈A型平墊圈B型平墊圈螺母螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱二、螺紋緊固件螺栓螺紋緊固件斜墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊圈作用：增加支撐面積以減小壓強，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。專用螺紋連接寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授§5－3螺紋連接的預(yù)緊預(yù)緊力：大多數(shù)螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預(yù)緊力的確定原則：擰緊后螺紋連接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限ss的80%。一、概述一般螺紋連接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋連接受到預(yù)緊力的作用。對于重要的螺紋連接，應(yīng)控制其預(yù)緊力，因為預(yù)緊力的大小對螺紋連接的可靠性，強度和密封均有很大影響。碳素鋼螺栓：F0≤(0.6~0.7)σsA1合金鋼螺栓：F0≤(0.5~0.6)σsA1A1——危險截面積，A1≈πd21/4寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授二、

擰緊力矩T1——克服螺紋副相對轉(zhuǎn)動的阻力矩；T2——克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；設(shè)預(yù)緊力為F0

或預(yù)緊力（不受軸向載荷）fc——摩擦因子。無潤滑時取fc=0.15Rf——支撐面摩擦半徑。rf=(dw+d0)/4簡化公式

適用于M10~M60的粗牙螺紋，f’=0.15,fc=0.15,

T≈0.2F0dFa是由連接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊

可靠，應(yīng)?。嚎偭刈⒁猓簩τ谥匾倪B接，應(yīng)盡可能采用大于M12的螺栓。Fad0dT寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授測力矩扳手預(yù)緊力控制方法:連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設(shè)計時必須考慮防松。即防止相對轉(zhuǎn)動。F定力矩扳手通常螺紋連接擰緊是憑工人的經(jīng)驗來決定的，重要螺栓則必須預(yù)緊力進行精確控制。(1)憑手感經(jīng)驗(2)測力矩扳手(3)定力矩扳手(4)測定伸長量潘存云教授研制LSLMLS寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授尼龍圈鎖緊螺母連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動而失效。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設(shè)計時必須考慮防松，即防止相對轉(zhuǎn)動。防松的方法1.利用附加摩擦力防松彈簧墊圈對頂螺母§5－3螺紋連接的防松防松——防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授開口銷與六角開槽螺母串聯(lián)鋼絲2.采用專門防松元件防松圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授沖點防松法3.其它方法防松1~1.5P用沖頭沖2至3點粘合法防松涂粘合劑寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授§5－6螺紋連接的強度計算螺栓連接的主要失效形式滑扣

因經(jīng)常拆裝受拉螺栓塑性變形螺紋部分疲勞斷裂受剪螺栓剪斷壓潰螺桿和孔壁的貼合面經(jīng)常拆卸——軸向變載荷斷裂寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強度原則及使用經(jīng)驗規(guī)定的。采用標(biāo)準(zhǔn)件時，這些部分都不需要進行強度計算。所以，螺栓連接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。一、松螺栓連接強度計算強度條件式中d1——螺紋小徑mm，[σ]——許用應(yīng)力二、緊螺栓連接強度計算FaFa力除以面積設(shè)計公式裝配時需要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補充擰緊。1.僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接2.承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接3.承受工作剪力的緊螺栓連接裝配時不須要擰緊寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授螺栓受軸向拉力F0和摩擦力矩T1的雙重作用。拉應(yīng)力1.僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力對于M10~M64的普通鋼制螺紋，可?。篢anρ’≈f‘=0.17，d2/d1=1.04~1.08,tanρ’≈0.5得：

τ≈0.5σ分母為抗剪截面系數(shù)計算應(yīng)力由此可見，對于M10~M64普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時，雖然同時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時，可以只考慮拉伸強度計算，并將預(yù)緊力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。強度條件寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制當(dāng)承受橫向工作載荷時，預(yù)緊力F0導(dǎo)致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于橫向載荷F。C——可靠性系數(shù)，常取C=1.1~1.3預(yù)緊力F0

f——摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取f=0.1~0.15m——結(jié)合面數(shù)上圖m=1,下圖m=2若取f=0.15，C=1.2,m=1,則F0

≥8F→結(jié)構(gòu)尺寸大FFFF/2F/2F0F0F0F0寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制FF/2F/2潘存云教授研制D2.受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接改進措施：(1)采用鍵、套筒、銷承擔(dān)橫向工作載荷。螺栓僅起連接作用(2)采用無間隙的鉸制孔用螺栓。設(shè)流體壓強為p，螺栓數(shù)目為Z，則缸體周圍每個螺栓的平均載荷為pπD2/4F

=ZpFF寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制預(yù)緊狀態(tài)潘存云教授研制特別注意，軸向載荷：F2≠

F0+F加預(yù)緊力后→螺栓受拉伸長λb→被連接件受壓縮短λm加載F

后:螺栓總伸長量增加為總拉力為被連接件壓縮量減少為

殘余預(yù)緊力減少為F1

很顯然F1<F0被連接件放松了?λ+λbλm-?λF0F0受載變形松弛狀態(tài)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制F2F2F2=F+F1F1F1FFλmλb?λ?λ

F0F0寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制λb?λ連接件變形力螺栓變形力?Fb?Fm螺栓變形力F2F1FF0F0F0λbarctanCbarctanCmλmλm寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授力螺栓變形arctanCb潘存云教授研制——相對剛度系數(shù)F=?Fb+?Fm=(Cb+Cm

)?δCb+CmCbF2=F0+FCb+CmCbF1=F0

–F

1-F1=F0-?F=F0

-Cm

?δF2=F0

+?Fb=F0

+Cb

?δCb+CmF?λ=FF2?FbF0?λ代入得：表5－4螺栓的相對剛度系數(shù)墊片類型金屬墊片或無墊片皮革銅皮石棉橡膠0.2~0.30.70.80.9Cb+CmCb?FmF1寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授靜強度條件重要場合的螺栓連接，還應(yīng)進行疲勞強度校核。設(shè)計公式當(dāng)工作拉力在0~F之間變化時，螺栓所受總拉力在F0

~F2之間變化。F2

F0

θm

θbF若不考慮摩擦力矩的影響，有寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授DI因為σmin=const,應(yīng)力工作點M落在ODGI區(qū)域內(nèi)，依據(jù)疲勞強度理論有其中σ-1tc——螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓疲勞極限。疲勞極限σ-1

σ-1tc10160~220120~150Q215170~220120~16035220~300170~22045250~340190~25040Cr320~440240~340材料Ψσ——材料特性系數(shù)碳素鋼ψσ

=0.1~0.2合金鋼ψσ

=0.3~0.3σminσ-1eσ-1σaσmOCAσSGMM’3Kσ

——綜合影響系數(shù)S

——安全系數(shù)見下頁寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制螺栓連接的安全系數(shù)S

碳素鋼5~44~2.52.5~2碳素鋼12.5~8.58.58.5~12.5M6~M16M16~M30M30~M60M16~M16M16~M30M30~M60不控制預(yù)緊力的計算控制預(yù)緊力的計算受載類型靜載荷變載荷松螺栓連接1.2~1.7合金鋼5.7~55~3.43.4~3合金鋼10~6.86.86.8~101.2~1.51.2~1.5(Sa=2.5~4)鋼：Sτ=2.5，Sp=1.25鋼：Sτ=3.5~5，Sp=1.5鑄鐵：Sp=2.0~2.5鑄鐵：Sp=2.5~3鉸制孔用螺栓連接受軸向及橫向載荷的普通螺栓連接緊螺栓連接寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制這種連接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無間隙，接觸表面受擠壓。在連接接合面處，螺栓桿則受剪切。3．承受工作剪力的緊螺栓連接螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為螺栓桿的剪切強度條件為F——螺栓所受的工作剪力，單位為N；Lmin鉸制孔用螺栓FFd0設(shè)計時應(yīng)使Lmin≥1.25d0d0——螺栓剪切面的直徑（可取螺栓孔直徑），單位為mm；Lmin——螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，單位為mm。寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授§5－6螺栓組連接的設(shè)計在設(shè)計螺栓組連接時，關(guān)鍵是連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計。它是根據(jù)被連接件的結(jié)構(gòu)和連接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式?！鵀榱吮阌诩庸ぶ圃旌蛯ΨQ布置螺栓，保證連接結(jié)合面受力均勻，通常連接接合面的幾何形狀都設(shè)計成一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則：大多數(shù)機械中螺栓都是成組使用的。軸對稱的簡單幾何形狀圓形圓環(huán)形矩形矩形框三角形寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制▲螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理FF(1)對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置８個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均；潘存云教授研制潘存云教授研制合理不合理(2)當(dāng)螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近連接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制dhD▲螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距，以保證扳手空間(3)當(dāng)同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，采用抗剪零件來承受橫向載荷。潘存云教授研制潘存云教授研制60?CCEE60?扳手空間的尺寸見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。AB潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授對于壓力容器等緊密性要求較高的重要連接。螺栓的間距不大于下表所推薦的取值。t0潘存云教授研制螺栓間距t0工作壓力/MPa7d5d4.54d3.53dt0/mm≤1.61.6~44~1010~1616~2020~30d▲為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)。同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應(yīng)相同寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制支承面傾斜采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制支承面不平保證被連接件，螺母和螺栓頭支承面平整，并與螺栓軸線相互垂直。對于在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時，應(yīng)制成凸臺或沉頭座。當(dāng)支承面為傾斜表面時，應(yīng)采用斜面墊圈等?！苊饴菟ǔ惺芨郊拥膹澢d荷切削加工支承面支承面傾斜潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授二、螺栓組連接的受力分析受力分析的目的:根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行螺栓連接的強度計算。受力分析時所作假設(shè):

(1)所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同；(3)受載后連接接合面仍保持為平面。受力分析的類型：(2)螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；受轉(zhuǎn)矩受橫向載荷受軸向載荷受傾覆力矩M寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授（1）對于鉸制孔用螺栓連接，每個螺栓所受工作剪力為（2）對于普通螺栓連接，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有式中z為螺栓數(shù)目。圖示為由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組連接。1．受橫向載荷的螺栓組連接Ks為防滑系數(shù)，設(shè)計中可取Ks=1.1~1.3。潘存云教授研制鉸制孔螺栓F∑F∑F∑F∑潘存云教授研制普通螺栓或?qū)幭拇髮W(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制TO潘存云教授研制O采用普通螺栓和鉸制孔用螺栓組成的螺栓組受轉(zhuǎn)矩時的受力情況是不同的。2．受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接采用普通螺栓，是靠連接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。TrmaxFmaxr1fF0fF0r2riFi假設(shè)底板受載仍為平面，則螺栓的剪切變形量與距離成正比，F(xiàn)=Kri剪切力與距離r的比值為常數(shù)寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制D3．受軸向載荷的螺栓組連接若作用在螺栓組上軸向總載荷FΣ作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為通常，各個螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，當(dāng)連接要有保證的殘余預(yù)緊力為F1時，每個螺栓所承受的總載荷F2為F2=F1+FpF∑FF寧夏大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制4．受傾覆力矩的螺栓組連接傾覆力矩M作用在連接接合面的一個對稱面內(nèi)，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已被擰緊并承受預(yù)緊力F0且被拉伸，地基有均勻的壓縮。在作用M后，接觸面繞0-0線轉(zhuǎn)動一個角度，左邊的地基被放松，而螺栓被進一步拉伸；右邊的螺栓被放松，而地基被進一步壓縮。單個螺栓拉力產(chǎn)生的力矩為F1F0

F0

σp

(

F

0引起)F2mσp2(

F1m引起)σp1(

F1引起)LiLmaxOOxxOMMMi=Fi

Li

假設(shè)底板受載仍為平面，則螺栓受力與螺栓中心到螺栓組排列中心的距離成正比。螺栓承受的載荷與距離成正比寧夏大學(xué)專用