第5章 螺纹连接和螺旋传动b

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1、一、螺栓组联接结构设计一、螺栓组联接结构设计5 螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计2）螺栓布置要合理）螺栓布置要合理 受力小、均匀、间距、受力小、均匀、间距、 边距、边距、 扳手空间扳手空间1）接合面几何形状要简单、对称，）接合面几何形状要简单、对称， 便于螺栓布置，螺栓组的对称中心与便于螺栓布置，螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合时受力均匀，便于连接结合面的形心重合时受力均匀，便于加工。加工。3）加工安装方便）加工安装方便 同一组螺栓的材料、直径、长度均应相同；同一组螺栓的材料、直径、长度均应相同；圆周分布的螺栓数目取圆周分布的螺栓数目取4、6、8等偶数便于在等偶数便于在圆周上钻孔时分度和

2、画线圆周上钻孔时分度和画线4）避免偏心载荷）避免偏心载荷二二 螺栓组连接的受力分析螺栓组连接的受力分析螺栓组所受载荷类型螺栓组所受载荷类型横向载荷横向载荷轴向载荷轴向载荷转矩（扭矩）转矩（扭矩）倾覆力矩倾覆力矩目的：求出受力最大的单个螺栓的工作载荷目的：求出受力最大的单个螺栓的工作载荷进行强度计算进行强度计算。单个螺栓联接单个螺栓联接螺栓本身螺栓本身横向力横向力轴向力轴向力“普普”拉拉“铰铰” 剪、剪、挤挤螺栓组联接螺栓组联接强度计算强度计算平衡条件： 螺栓本身受剪切和挤压螺栓本身受剪切和挤压各螺栓受力为： 1）铰制孔用螺栓连接）铰制孔用螺栓连接1 受横向载荷受横向载荷F的螺栓组连接的螺栓组连

3、接 螺栓本身受预紧拉力F0 拧紧产生夹紧力接合面间的摩擦力承受载荷横向载荷(垂直螺栓轴心线）2）普通螺栓连接）普通螺栓连接FKzifFs0fziFKFs0Ks防滑系数 Ks=1.11.3 i接合面的数目f接合面的摩擦系数zFFz螺栓数目i=2i=2 讨论讨论: 若若 f =0.2, z=1, i=1, Ks =1.2 ,则则 1)受横向载荷普通螺栓受力比铰制孔用螺栓的大，此时宜采用后者受横向载荷普通螺栓受力比铰制孔用螺栓的大，此时宜采用后者 2)若要采用普通螺栓，靠利用减载键销或减载套筒若要采用普通螺栓，靠利用减载键销或减载套筒FFfziFKFs6112 . 02 . 102 受转矩受转矩T的

4、螺栓组连接的螺栓组连接转矩转矩T T作用在连接接合面内，在转矩作用在连接接合面内，在转矩T T的作用下，底板将绕通过螺的作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心栓组对称中心O O并与接合面相垂直的轴线转动。并与接合面相垂直的轴线转动。为了防止底板转动，可以采用铰制孔用螺栓连接或普通螺栓连接。为了防止底板转动，可以采用铰制孔用螺栓连接或普通螺栓连接。转化为受横向载荷转化为受横向载荷螺栓受剪切和挤压来平衡载荷，各螺栓受力为螺栓受剪切和挤压来平衡载荷，各螺栓受力为 Fi1）铰制孔用螺栓连接）铰制孔用螺栓连接2 受转矩受转矩T的螺栓组连接的螺栓组连接分析分析：受载后接合面仍为平面，螺栓的剪切变形与其到中心的

5、距受载后接合面仍为平面，螺栓的剪切变形与其到中心的距 离成正比离成正比, ,螺栓刚度相同，故其受剪力螺栓刚度相同，故其受剪力F Fi i也与其到中心的距离也与其到中心的距离r ri i成成正比。假设此剪力方向垂直其到中心的向径正比。假设此剪力方向垂直其到中心的向径 即：即：zirrFFrFrFiiii.,3,2,1maxmaxmaxmax，或转化为受横向载荷转化为受横向载荷力矩平衡条件：TrFizii1受力最大的螺栓的工作剪力：21maxmaxizirTrF2）普通螺栓连接）普通螺栓连接螺栓本身受预紧拉力螺栓本身受预紧拉力F0，各螺栓要拧紧产生相同的夹紧力，各螺栓要拧紧产生相同的夹紧力2）普通

6、螺栓连接）普通螺栓连接分析分析：各螺栓预紧拉力均为各螺栓预紧拉力均为F0，各螺栓连接处产生相同的，各螺栓连接处产生相同的 摩擦力，并假设此摩擦力集中作用螺栓中心处摩擦力，并假设此摩擦力集中作用螺栓中心处, 且方向垂直其到中心的向径。且方向垂直其到中心的向径。z螺栓数目ri 螺栓的向径Ks防滑系数ziiszsrfTKrrrfTKF1210.力矩平衡条件：力矩平衡条件：各螺栓所需受预紧拉力：各螺栓所需受预紧拉力：TKrfFrfFrfFsz02010螺栓受工作拉力为：螺栓受工作拉力为： F= F z3 受轴向载荷受轴向载荷F的螺栓组连接的螺栓组连接轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力轴向载荷平行螺

7、栓轴心线，各螺栓平均受力此时螺栓除了受工作载荷此时螺栓除了受工作载荷F外，外， 还还受预紧力受预紧力F0作用，需要求出螺栓的总作用，需要求出螺栓的总拉力拉力F2后再进行强度计算。后再进行强度计算。FCCCFFFFmbb012FS S分析：分析：M作用前：各螺栓受作用前：各螺栓受预紧力预紧力F0 M作用后：一侧螺栓拉力增大，作用后：一侧螺栓拉力增大， 一侧螺栓拉力减少一侧螺栓拉力减少4 受倾覆力矩受倾覆力矩M的螺栓组连接的螺栓组连接iziiLFM1平衡条件：1）螺栓的受力）螺栓的受力ziiziiLMLFLLFM12maxmax1max2maxmaxmaxLLFFii即：为平面）：变形协调条件（底