[工学]机械设计讲稿.doc

螺栓组联接的设计 ??? 在生产实践中，螺栓组应用最广最具代表性，以其为例。??? 首先介绍螺栓组联接的设计步骤。??? 1．螺栓组结构设计????? ?? 考虑联接的用途，被联接件的结构，选定接合面形状，螺栓数目，布置形式；??? 2．对螺栓组进行受力分析????? ?? 找出受力最大的螺栓及其工作载荷；??? 3．进行失效分析确定计算准则??????? 根据强度条件计算螺栓内径 经标准化后确定d；??? 4．从手册中根据d确定螺栓其它结构尺寸；??? 5．对于特殊结构需画出零件图。一、螺栓组结构设计??? 以减速箱模型为例，轴承盖螺栓组，底板螺栓组??? 要求合理确定联接的接合面的几何形状和螺栓布置形式，力求各螺栓与联接接合面受力均匀，并便于加工装配。??? 不同的布置方案会影响总载荷在各螺栓上的分配??? 结构设计时应考虑以下几个方面??? 1．联接接合面的几何形状。????? 设计时通常把接合面设计成轴对称的简单几何形状，便于加工制造。??? 2．螺栓对称布置，使螺栓组的对称中心与接合面的对称中心重合，以保证螺栓受力均匀。?? 3、螺栓的布置应使各种螺栓的受力合理???? (l)对于纹制孔用受剪螺栓数目，在平行于工作载荷方向上要小于8。???? (2)螺栓组承受弯矩和扭矩时，螺栓远离对称中心布置，图5-20???? (3)如果螺栓同时承受轴向载荷，横向载荷，应增加减载装置?? 4．螺栓排列应有合理的间距、边距，??????留足够的板手空间：装拆方便，对有紧定性要求的重要联接，间距按?? 5．分布同一圆周上的螺栓数目应取4，6，8，10成偶数，同一螺栓组中各螺栓材料、直径、长度均应一致，以便于互换。?? 6．避免螺栓受偏心载荷， ????? 螺接受偏心载荷时，螺栓应力大9倍。为此应采用鱼眼坑，沉头座，凸台。二、螺栓组受力分析?? ?? 目的：根据联接的结构和支承情况通过分析，找出受力最大的螺拴及所受力，为简化计算，现作出如下假设???? l．螺栓刚度相同???? 2．螺栓组对称中心与接合面形心重合???? 3．受载后合面仍保证为平面? ???下面分析四种典型的受载情况：承受横向、扭矩、轴向、倾覆力矩?? 1、承受横向载荷的螺栓联接???横向载荷作用线垂直于螺栓轴线，通过中心??? (l)采用普通螺栓时??? ?? 有间隙，螺栓拧紧后，在接合面上产生正压力 Qp，承受载荷后，有运动趋势时，产生摩擦力fQp，来平衡外载荷。??????????? ????????? ??? ?? 每个螺栓的拧紧力为Qp，根据接合面不滑移条件：???????? ? ?????????? ??????? 式中： --外载荷，Qp--预紧力；f--摩擦系数；Z--螺栓个数；i--按接合面数目；Ks--防滑系数；Ks=1.1～1.3，取1.2?????(2)采用饺制孔用螺栓时：??? ??? 无间隙，承载时靠螺杆受剪切和挤压传递外载荷??????? 每个螺栓所受的横向工作剪力为????????????????????? ??? 2、承受扭矩的螺栓联接??????? 图5-25，承受扭矩时，传力方式与受横向载荷的螺栓组联接相同。?????? 在扭矩T作用下，相对螺栓和下底板、上底板有转动趋势。??? (l)采用普通螺栓联接?????? 有间隙，拧紧后接合面上有正压力Qp，承受载荷、有运动趋势时，产生摩擦力 ，对回转中心取矩fQpr?????? 根据平衡条件????????? ??????? ????? ?????? 承受T后所需螺栓预紧力????????????????? ????? ?式中： --第i个螺栓轴线到组对称中心的距离???? (2)采用配合螺栓??? ???? 无间隙：在扭矩作用下，各螺栓受到剪切和挤压??????? a、根据平衡条件???????????? ????? ???? ??? ??? b、各螺栓的剪切变形量与其轴线到螺栓组对称中心0的距离成正比，螺栓距0点越远，其剪切变形量越大，如果各螺栓剪切刚度相同，根据变形协调条件时，该螺栓受到的剪力也越大，即 ↑， ↑，↑?????????????????????? ??????? c、联立求解可求出螺栓受到的最大工作剪力?????????????????????? ??? 3、承受轴向载荷的螺栓联接??????? 图5-26，前面已讲过??????? 安装时，螺栓受到拧紧力 Qp，工作时螺栓组承受轴向总载荷为 ??????? 假设各螺接受载均匀，每个螺栓所受轴向工作载荷为???????????????????????? ??? ???? 每个螺