机械螺栓联接的预紧力与疲劳强度.pdfVIP

44 锻压机械　496 机 械 螺 栓 联 接 的预 紧 力 与 疲 劳 强度 　　　　青 岛化 工 学 院　徐爱莉 266042　青岛机械研究所　刘光启　　 　　螺纹联接是利用螺纹之间彼此的摩擦力而构成 束的弹性体, 其受力关系应符合弹性变形协调条件。 的一种可拆联接, 由于其结构简单, 连接可靠, 因而 在工程中广泛应用。其缺点是螺纹零件有应力集中, 在交变载荷作用下易产生疲劳裂纹。 由统计资料可知, 其毁坏部位为从螺母支承面 算起第一或第二圈螺纹处约占65% , 光杆与螺纹部 分交接处约 占20% , 螺栓头与杆接交处约 占 15% 。 ( 上述部位均为截面剧烈变化、有应力集中之处 图 ) 1 。 　　对于承受交变载荷的 图2 图2a 所示, 螺母刚好拧到与被联接件接触, 螺 螺栓接头, 如果在装配时 栓与被联接件均不受力, 也不产生变形。图2b 所示, 施加适当的预紧力, 则可 螺母拧紧后, 在预紧力P ′作用下, 螺栓受拉, 伸长量 提高螺栓疲劳强度。机器 为 ; 被联接件受压, 压缩量为 。 ′ = , 1 2 P 1 C 1 中重要部件的联接, 如锻 ′ = , 、 分别为螺栓和被联接件的刚度。 P 2 C2 C 1 C 2 压机床和动力装置的某些 图2c 和图3 所示为受工作拉力P 作用时, 螺栓 连接螺栓都必须用一定的 限力扳手和转接扳手拧 图 1　交变载荷受拉 联接的受力和变形情况。在工作拉力P 的作用下, 螺栓继续伸长 1 , 总伸长量为 1+ 1。与总伸长 螺栓损坏之处 紧, 以保证一定的拧紧力矩。 量相应的总拉力为 0 , 与伸长量 1 相应的拉力增 P 本文将从螺栓联接的受力和变形入手, 讨论螺 量为 P 。在螺栓联接没有出现缝隙前, 螺栓伸长 栓预紧力大小与疲劳强度的关系。 1 , 原受压的被联接件放松, 压缩量减少 2 。由变 形协调条件 1= 2 , 被联接件的剩余变形量 2 ′= 1　螺栓联接的受力和变形 2 - 2 = 2 - 1。被联接间的压紧力 由P ′减到 受预紧力和工作拉力的紧联接螺栓和被联接件 的受力和变形如