联接螺栓强度计算方法.docx

联接螺栓的强度计算方法连接螺栓的选用及预紧力：已知条件：螺栓的 s = 730MPa螺栓的拧紧力矩T=49N.m2、拧紧力矩：为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需 要预紧其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑 面间的摩擦力矩T2装配时可用力矩扳手法控制力矩公式：T=T1+T2=K*F *d0拧紧扳手力矩T=49N.m其中K为拧紧力矩系数，f为预紧力Nd为螺纹公称直径mm0其中K为拧紧力矩系数，F为预紧力Nd为螺纹公称直径mm0摩擦表面状态K值有润滑无润滑精加工表面0.10.12一般工表面0.13-0.150.18—0.21表面氧化0.20.24镀锌0.180.22粗加工表面—0.26—0.3取 K = 0.28，则预紧力 F =T/0.28*10*10-3=17500N0承受预紧力螺栓的强度计算：螺栓公称应力截面面积 As(mm)=58mm2外螺纹小径 d1=8.38mm外螺纹中径 d2=9.03mm计算直径d3 = 8.16mm螺纹原始三角形高度 h=1.29mm螺纹原始三角形根部厚度 b=1.12mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预 紧力 F0 的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩 T1 的扭转而产生 扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

螺栓的最大拉伸应力l(MPa)a 1 二 '=17500N/58*10-6m2=302MPasF tan (p0+ Pv剪切应力：T =—— WT=0.5 a 1 =151MPa根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:a ca = iQ12 + 3t 2 沁 1.3a1=1.3*302=392.6MPa 强度条件：1.3F 「1a ca — o <「a」d 24 1=392.6< 730*0.8=584 预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限bs的80% 倾覆力矩倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之 前，螺栓已拧紧并承受预紧力F0作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩 M 平衡已知条件：电机及支架总重Wl=190Kg,叶轮组总重W2=36Kg,假定机壳 固定，电机及支架、叶轮组重心到机壳左侧结合面 L=194mm.考虑冲击载荷，倾翻力矩 M 为： M=W1*(1+6.7)*0.22-W2*(1+6.7)*0.118=190*7.7*0.22-36*7.7*0.118=319.64N.mL1=0.258mL2=0.238m L3=0.166L4=0.099m螺栓最大工作载荷：MLFa — —2iL + 2i L + 2i L + 2i L1 1 2 2 3 3 4 4Fa -319.64x0.2582x1x0.2582 + 2x2x0.238 2 + 2x2x0.166 2 + 2x2x0.099 2=167.26N式中：M 螺栓组承受的总倾覆力矩(N.m)i……每行螺栓数量L……螺栓到接合面对称轴到距离(m)；z……螺栓数量；承受预紧力和工作载荷联合作用螺栓的强度计算螺栓的最大拉力F二F0+(cl/cl + c2)Fa= 17500 + 0.3*167.26 = 17550N螺栓的最大拉伸应力。

2(MPa)b 2 二―=17550N/58*10-6m2=302.58MPaA剪切应力：F tan (p + pv—d 316 1=0.5=151.29MPa根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:b ca =g 22 + 3t 2 沁 1.3b 2=1.3*302.58=393.35MPa 强度条件：1.3F 「1b ca = W「b」—’d 24 i=393.35<730*0.8二584MPa预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限bs的80%6. 只考虑预紧力作用，螺纹牙根部的强度计算:1).螺纹牙根部的剪切强度计算:F =17500N0o 抗拉强度700Mpab—d3 = 8.16mmb=1.12mmF 0 17500T = = 3.14* d3* b *Z 3.14*8.16*1.12*8=76Mpa < L」=73o*o.6 =438Mpa2）螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: o =3 F h/3.14*d3*8*1.12b Fo=3*17500/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204Mpa <[c]b=700Mpa7. 考虑预紧力和工作载荷联合作用，螺纹牙根部的强度计算:1)•螺纹牙根部的剪切强度计算:螺栓的最大拉力F二F +(cl/cl + c2)Fa0= 17500 + 0.3*167.26 = 17550Nd3 = 8.16mm b=1.12mmF 17550T = = 3.14* d3* b *Z 3.14*8.16*1.12*8=76.44Mpa <|T ]=73o*o.6 =438Mpa2）螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为：o =3 F h/3.14*d3*8*1.122b=3*17550/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204.76Mpa <[c]b=700Mpa 结论：后盖板与机壳联接螺栓强度满足要求。

进风箱柜与机壳连接螺栓的选用及预紧力：1. 已知条件：螺栓的 s = 730MPa螺栓的拧紧力矩T=49N.m2、 螺纹连接的拧紧力矩：为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需 要预紧其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑 面间的摩擦力矩T2装配时可用力矩扳手法控制力矩公式：T二T1+T2二K*F *d0 拧紧扳手力矩 T=49N.m其中 K 为拧紧力矩系数， F 为预紧力 Nd 为螺纹公称直径 mm0其中 K 为拧紧力矩系数， F 为预紧力 Nd 为螺纹公称直径 mm0摩擦表面状态K值有润滑无润滑精加工表面0.10.12一般工表面0.13-0.150.18—0.21表面氧化0.20.24镀锌0.180.22粗加工表面—0.26—0.3取 K = 0.28，则预紧力 F =T/0.28*10*10-3=17500N03. 只承受预紧力螺栓的强度计算：螺栓公称应力截面面积 As(mm)=58mm2外螺纹小径 d1=8.38mm外螺纹中径 d2=9.03mm计算直径d3 = 8.16mm螺纹原始三角形高度 H=1.29mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预 紧力 F0 的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩 T1 的扭转而产生 扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

螺栓的最大拉伸应力l(MPa)a 1 二 '=17500N/58*10-6m2=302MPa剪切应力：F tan (p0+ Pv=0.5=151MPa—d 316 1根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:b ca = \Q12 + 3t 2 沁 1.3b1=1.3*302=392.6MPa 强度条件：1.3F 「ib ca — o W「b」—’d 2 4 1=392.6 W 730*0.8=584 MPa预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限bs的80%4. 倾翻力矩已知条件：进风箱柜总重52Kg,重心距结合面120mm 则倾翻力矩M为：M二(W*L = 52* (1 + 6.7) *0.12=41.904*7.7Kg.m=480N.mL1=0.258mL2=0.238mL3=0.166L4=0.099m螺栓最大工作载荷：MLFa — 1-2iL + 2i L + 2i L + 2i L1 1 2 2 3 3 4 4Fa —480x0.2582x1x0.2582 + 2x2x0.238 2 + 2x2x0.166 2 + 2x2x0.099 2=243N式中：M 螺栓组承受的总倾覆力矩(N.m)i……每行螺栓数量L……螺栓到接合面对称轴到距离(m)；z……螺栓数量；5.承受预紧力和工作载荷联合作用螺栓的强度计算螺栓的最大拉力F二F0+(cl/cl + c2)Fa= 17500 + 0.3*243 = 17572.9N螺栓的最大拉伸应力。

2(MPa)a 2 二—=17572.9N/58*10-6m2=302.98MPaAs剪切应力：T =——WTF tan (p + pv—d 316 i=0.5a 2 =151.5MPa根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:a ca =g 22 + 3t 2 沁 1.3a 2=1.3*302.98=393.87MPa 强度条件：1.3Fa ca =d 24 1<[a]=393.87<730*0.8=584预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限a s的80%6.只考虑预紧力作用，螺纹牙根部的强度计算:1).螺纹牙根部的剪切强度计算:F =17500N0d3 = 8.16mmb=1.12mmF 0 17500T = = 3.14* d3* b *Z 3.14*8.16*1.12*8=76Mpa < [j ]=730*o 6 =438Mpa2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为:o =3 F h/3.14*d3*8*1.12b F0=3*17500/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204Mpa <[c]b=700Mpa7.考虑预紧力和工作载荷联合作用，螺纹牙根部的强度计算 :1).螺纹牙根部的剪切强度计算:螺栓的最大拉力F= f +(c1/c1 + c2)Fa 0= 17500 + 0.3*243 = 17572.9Nd3 = 8.16mm b=1.12mmF 17572.9T = =—3.14* d3* b*Z 3.14*8.16*1.12*8=76.5Mpa <[t]=73o*o.6 =438Mpa2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为:o =3 F h/3.14*d3*8*1.122b=3*17572.9/3.14*8.16*8*1.12*1.12=205Mpa <[c]b=700Mpa 结论：进风箱柜与机壳连接螺栓强度满足要求。

三．叶轮轴盘与叶轮连接螺栓的选用及预紧力：1.已知条件：螺栓的 s = 730MPa螺栓的拧紧力矩T=49N.m2、螺纹连接的拧紧力矩：为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑。