機(jī)械設(shè)計(jì)多媒體4-2

六、螺栓組的受力分析絕大多數(shù)情況下，螺栓都是成組使用的，在這一組中，螺栓規(guī)格完全一致。進(jìn)行螺栓組受力分析的目的是：求出受力最大的螺栓及其所受的力。下面針對(duì)幾種典型的受載情況，分別加以討論。1、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接圖1為一受軸向總載荷F

的汽缸蓋螺栓組聯(lián)接。F

的作用線與螺栓軸線平行，根據(jù)螺栓的靜力平衡及變形協(xié)調(diào)條件，每個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷為：Z——螺栓個(gè)數(shù)；PF

=P

S圖1汽缸蓋螺栓組聯(lián)接2、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接QpF

F

Ffa）松配（普通螺栓聯(lián)接）上圖所示為一由螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，當(dāng)采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷。對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，應(yīng)保證聯(lián)接預(yù)緊后，結(jié)合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。假設(shè)各螺栓所需要的預(yù)緊力均為Qp，螺栓數(shù)目為z，則其平衡條件為（靠摩擦力與外載荷平衡）：ks——防滑系數(shù)，1.1～1.3;QpF

F

Ffi——結(jié)合面數(shù)；B）緊配（鉸制孔螺栓聯(lián)接）

F

當(dāng)采用緊配螺栓聯(lián)接時(shí)，靠螺栓桿受剪切和擠壓來抵抗橫向載荷。因此，每個(gè)螺栓所受的橫向工作剪力為：z——螺栓數(shù)目；3、受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接Tr1r3r4r2QpfQpf松配Tr1r3r4r2QpfQpf緊配機(jī)架地基A）松配當(dāng)采用普通螺栓時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡的條件得：由上式可得各螺栓所需的預(yù)緊力為：式中：f——結(jié)合面的摩擦系數(shù)；ri——第i個(gè)螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心O的距離；z——螺栓數(shù)目；ks——防滑系數(shù)，同前。b)緊配當(dāng)采用緊配螺栓時(shí)，在轉(zhuǎn)矩T的作用下，各螺栓受到剪切和擠壓作用，則各螺栓的剪切變形量與各該螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心O的距離成正比。即距螺栓組對(duì)稱中心O越遠(yuǎn)，螺栓的剪切變形量越大，其所受的工作剪力也越大。如圖所示，用ri、rmax分別表示第i個(gè)螺栓和受力最大螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心O的距離；Fi、Fmax分別表示第i個(gè)螺栓和受力最大螺栓的工作剪力，則得：上式可變形為：根據(jù)作用在底板上的力矩平衡的條件得：把代入聯(lián)解以上兩式，可求得受力最大的螺栓的工作剪力為：4、受傾覆力矩M機(jī)架地基M在M的作用下，軸線左邊的螺栓將受到工作拉力F，而軸線右邊的螺栓的預(yù)緊力將減小。根據(jù)底板的靜力平衡條件有：根據(jù)螺栓的變形協(xié)調(diào)條件得知，各螺栓的工作拉力也與這個(gè)距離成正比，于是有：各螺栓的工作拉力即可通過聯(lián)立以上兩式求出。在圖中左邊距底板翻轉(zhuǎn)軸線最遠(yuǎn)的螺栓1和10的工作拉力最大，為：一般來說，其他型式的螺栓受力也可這樣分析，其中有些還是上述四種的特例或組合?？偨Y(jié)螺栓組單個(gè)螺栓軸向——軸向力松配：——軸向力Qp緊配：——橫向力（假定每個(gè)螺栓所受力相同）松配：——軸向力Qp緊配：——橫向力（單個(gè)螺栓所受力是不等的）（rmax）軸向力橫向力橫向——轉(zhuǎn)矩——對(duì)于單個(gè)螺栓來講只受兩個(gè)方向的載荷傾覆力矩——軸向力（rmax）翻轉(zhuǎn)半徑最大的地方;例題1平行，均勻分布

F支架吊環(huán)解：例題2某鋼制吊架用螺栓組固定在水平鋼梁上，螺栓組由四個(gè)普通螺栓組成。吊架FQFQMr1r2r3r2解：找中心線，向中心簡(jiǎn)化，向聯(lián)接中心平移。有兩種基本外載荷：軸向力和傾覆力矩，在傾覆力矩作用下，一邊受拉，另一邊受力減小，力臂最大處，載荷最大。例題3螺栓組聯(lián)接的的三種方案如圖示，試問哪個(gè)方案較好？哪種螺栓布局更合理？RRRaaaar=aF1F2F1F2RF1TF1-F2F1

解：(1)a）松配b）緊配F1F2F1F2RT（2）第二種方案半徑為aRF1F2F1F2Fmax（3）第三種半徑為a，最合理。同時(shí)由三個(gè)螺栓來承受轉(zhuǎn)矩T，每個(gè)螺栓F2。F2是有兩個(gè)螺栓起作用。用平行四邊形法則，預(yù)緊力小。a)緊配橫向力比第一種小，要