螺栓联接计算专题.ppt

螺栓连接强度计算专题螺栓连接强度计算专题• 松螺栓连接（装配时不需要把螺母拧紧 ） – 普通螺栓 • 紧螺栓连接（装配时需要拧紧，工作状 态下可能要补充拧紧） – 受横向工作载荷的螺栓连接 • 普通螺栓连接 • 铰制孔螺栓连接 – 受轴向工作载荷的螺栓连接 • 普通螺栓等强度设计思想• 等强度设计： – 对各种可能的失效具 有相等的抵抗力 • 例如受拉螺栓可能的 失效： – 螺栓杆拉断；螺纹牙 的挤压、剪切、弯曲 ；螺栓头部的剪切、 弯曲、接触面的挤压 等受拉螺栓的主要失效• 普通螺栓 – 主要失效为螺栓 杆螺纹部分拉断– 设计准则是保证 螺栓杆的拉伸强 度65%20%15%受剪螺栓的主要失效• 铰制孔用螺栓 – 主要失效为螺栓杆 被剪断和螺栓杆与 孔壁的贴合面发生 压溃 – 设计准则是保证联 接的挤压强度和杆 的剪切强度FF/2F/2d0松螺栓连接• 螺栓连接 – 装配时不需要把螺 母拧紧 – 承受轴向工作载荷 F – 螺栓所受轴向力FFF承受横向工作载荷的普通螺栓联接• 联接特点 – 安装时螺栓承受预紧力（ 拉力）F0 – 联接承受横向工作载荷F时 ，螺栓所受拉力F0不变， 即螺栓所需轴向力F0。

• 螺栓的失效： – 螺栓杆拉断FF承受横向工作载荷的普通螺栓联接（续） • 螺栓危险截面的抗拉断强度条件分析： – 螺栓承受轴向拉力F，产生拉应力σ – 拧紧螺母产生预紧力F0时，螺栓还承受螺纹 力矩T作用，使螺杆受扭切应力τ作用当量应力承受横向工作载荷的普通螺栓连接（续）• 螺栓螺纹部分的强度条件：注意：1.3系数的意义！将纯拉伸应力增大30%，以考虑扭切应力的影响 承受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接(续）• 联接特点 – 安装时不需要将螺母 拧得很紧 – 靠螺栓杆的剪切、贴 合面的挤压传力 • 强度条件 – 保证杆的剪切强度 – 保证挤压强度 • 思考：强度条件公式 ？FF/2F/2d0δ2δ3δ1承受横向工作载荷的两种螺栓联接特点比较• 普通螺栓联接： – 靠摩擦传力，传力不大，要求的螺栓数目多 ，或者螺栓的尺寸很大 – 且可靠性低，特别是载荷有震动、温度有变 化等场合，传力的可靠性更低 • 铰制孔螺栓联接： – 传力可靠（特别是载荷有震动、温度变化大 的地方），传力大，但成本高减载装置• 键、、销减载FFFF减载装置• 套FFFF/2F/2d0紧螺栓连接的强度计算• 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓 联接 – 联接实例 • 汽缸盖螺栓组联接 – 联接特点 • 普通螺栓先预紧，受预紧力 F0 作用，再施加工作拉力F在螺栓 上。

– 思考 • 螺栓所受总拉力 F2=F0+F 吗？FFpD单个紧螺栓联接受力变形图螺母未拧紧螺母已拧紧FF 已承受工作载荷单个紧螺栓联接受力变形线图• 螺栓的预紧力F0与残余预紧力F1、螺栓总拉力F的关系： 力变形螺栓被联接件F0λb λmΔλF2F1F令 ：Cb、Cm为螺栓和被联接 件的刚度单个紧螺栓联接受载与变形分析讨论• 螺栓总变形量为：λb+Δλ ，对应着螺栓的总拉力 Fa • 被联接件总变形量为：λm - Δλ ，对应着被联接 件的总压力F1 • F1称为残余预紧力 • 应保证 F1＞0为保证联接的紧密性，以免受载后 接合面间产生间隙 • 螺栓的总拉力 F2=F+F1，而不是前面思考F2=F+F0 • 螺栓的强度条件为：螺纹联接件的材料和许用应力 • 螺纹联接件的材料 – 按材料的力学性能分级 • 螺栓、螺柱和螺钉的性能等级 –分为十级，3、6~12、9• 螺母的性能等级 –分为七级，4~12表示螺母保证最小应力 • 注意： – 螺母性能等级不应低于相配螺栓的性能等级 – 规定性能等级的螺栓、螺母在图纸中只标出性能等 级，不应标出材料牌号螺纹联接件的许用应力• 注意问题： – 许用应力与载荷性质、装配情况、材料、结 构尺寸等因素有关。

– 不控制预紧力的计算，安全系数与螺栓直径 有关受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度校核• 简单分析说明本专题结束• 谢谢收看！单个紧螺栓联接受力变形图螺母未拧紧螺母已拧紧FF 已承受工作载荷。