螺纹连接与螺旋传动要求.pptVIP

2.采用铰制孔用螺栓 铰制螺栓孔与螺栓杆之间为过渡配合，螺栓杆直接承受剪切,螺栓杆和孔壁受挤压。 （1）失效形式 设横向载荷为FR，螺栓个数为z，则每个螺栓承受的剪力Fh为： （2）剪切 剪切强度校核式： 剪切设计公式： m—螺栓受剪面数 ［τ］—许用剪应力 （3）挤压 挤压强度校核式： 挤压设计公式： 设计时取： 轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力 螺栓间距l与p有关 例如：压力容器 各螺栓受拉力为： F= F∑ ／Z ★：此时螺栓受预紧力F0后 →又受工作拉力FE 三、受轴向外载荷的紧螺栓连接 预 螺栓→拉 F0 紧 工件→压 F0 ? Fa=F0＋FE ;FR=F0－FE FE FE δb0 δC0 Δ δ Δ δ × 受轴向载荷FE→ F0 F0 δb0 F0 F0 δC0 FE FE FE FE Fa Fa Δ δ 未预紧 预紧 受FE Δ δ Fa Fa Fa Fa F0 F0 F0 F0 F0 F0 F0 F0 FR FR FR FR FR FR →伸长δb0 →缩短δC0 →又伸长Δ δ →压缩量减少Δ δ 变形协调条件： Δ δ b= Δ δC = Δ δ 螺栓伸长: δb0＋ Δ δ 工件压缩: δC0－ Δ δ 螺栓拉力↑→总拉力 Fa 工件压力↓→残余预紧力FR ①单个联接受力分析: 工 载荷 件 变形 螺 载荷 栓 变形 FE=△Fb+△FC=kb·△δ+kC·△δ; △δ=FE / (kb+kC) 0 0 0 0 预 紧 受轴向 载荷FE △Fb(+) △δb (+) △FC(+) △δC(+) 总载荷 变形 Fa=F0+△Fb δb0+△δ FR=F0-△FC δC0-△δ 分析 ∵kb≠kC △δb=△δC=△δ ∴δb0≠δC0 → △Fb≠△FC 螺栓强度 σ≤[σ] 渗漏 FR＞0 F0(+) δb0(+) F0(-) δC0(-) ①单个联接受力分析: 变形δ= F / k (刚度) 未预紧 kb/(kb+kc) －相对刚度 螺栓总拉力: 工件残余 预紧力: 螺栓所受总载荷 = 残余预紧力 + 轴向工作载荷 Δ δ Δ Fb Δ FC FE FR Fa 力 变形 F0 δC0 δb0 力 变形 F0 δb0 tg－1kb 力 变形 F0 δC0 tg－1kC k = F / δ→刚度= 载荷 / 变形 ②单个联接载荷与变形线图: ④设计步骤: 联接松弛→FR = 0 螺栓拉溃→σ＞[σ] 失效形式: → FR＞0 设计准则 (1)求单个联接的工作载荷FE (2)定残余预紧力FR(按工作要求) (3)求Fa→螺栓强度计算(定d) Fa = FR ＋ FE (4)结构设计 ③失效形式及设计计算: (2)定残余预紧力FR (1)求单个联接的工作载荷FE: ∵有紧密要求 , ∴FR=1.5～1.8 FE →取FR=1.8FE (3)求Fa→螺栓强度计算 (4)结构设计 取45钢, σS=355Mpa 取安全系数S=3(不严格控 制预紧力,静～) →[σ]=σS/S = 118 Mpa C1 e D0 D 取Z=8 Fa = FE＋FR = 2.8 FE = 11.3kN 举例：一钢制液压油缸, 油缸壁厚为10mm, 油压p=1.6 Mpa , D=160mm, 试计算其上盖的螺栓 联接和螺栓分布圆直径D0 解: 取d=16mm, 其d1=13.835mm＞12.6mm →合适 取安全系数S=3 (不严格控制预紧力) →合适 D0=D+2C1+2×10=224mm 取C1min=22mm 螺栓间距L=π·D0/Z=π×224/8 ≈ 88mm＜ 7d=7×16=112mm 满足要求 C1 e D0 D (4)结构设计: 螺栓分布圆直径D0 9.5 螺纹联接件的材料和许用应力 普通垫圈材料： Q235，15，35 弹簧垫圈： 经热处理和表面处理的65Mn 一般螺栓： Q215，Q235，10，35，45 等。 特殊用途螺纹连接件：合金钢（ 40Cr、30CrMnTi ） ，铜合金，铝合金等。 国标(GB/T 3098.1－2000)规定螺栓按材料的力学性能分出十个等级：3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9。规则：小数点前数字表示sB/100, 小数点后数字表示10sS/sB 如：5.8级：表示sB=500MPa ，sS=400MPa 一、螺纹连接件的常用材料 二、螺栓连接的许用应力和安全系数 举例：如图所示的汽缸盖螺栓联接，已知汽