好文档 - 专业文书写作范文服务资料分享网站

螺栓强度计算

天下 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞

Cb值可通过计算或实验确定。一般设计时,可根据垫片材料不同,选用数据。

Cb?Cm设计时,可先根据联接的受载情况,求出螺栓的工作拉力F,再根据联接的工作要求选取F1值,然后按式(3-12)计算螺栓的总拉力F2。于是螺栓危险截面的拉伸强度条件为

?ca?1.3F2??[?] (3-15)

4或 d1?d124?1.3F2 (3-16)

?[?]

3)承受工作剪力的紧螺栓联接

如图3-12所示,这种联接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷F的。螺栓杆与孔壁之间无间隙,接触表面受挤压;在联接接合面处,螺栓杆则受剪切。因此,应分别按挤压及剪切强度条件计算。

螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为

?p?螺栓杆的剪切强度条件为

F?[?p] (3-17)

d0Lmin??F?4 ?[?] (3-18)

20d式中:F——螺栓所受的工作剪切力.单位为N;

d0——螺栓剪切面的直径(可取为螺栓孔的直径),单位为mm;

Lmin——螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度,单位为mm,设计时应使 Lmin?1.25d0; [?p]——螺栓或孔壁材料的许用挤压应力,单位为MPa; [?]——螺栓材料的许用切应力,单位为MPa。

图3-12 承受工作剪力的紧螺栓联接

六、螺栓组联接设计计算

根据联接的结构和受载情况,进行螺栓组联接受力分析,求出受力最大的螺栓及其所受的力,以便进行螺栓联接的强度计算。

1、受横向载荷的螺栓组联接

图3-13所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时(图3-13a),靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷;当采用铰制孔用螺栓联接时(图3-13b),靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。在横向总载荷F?的作用下,各螺栓所承担的工作载荷是均等的。因此,对于铰制孔用螺栓联接,每个螺栓所受的横向工作剪力为

F?F? (3-19) z式中z为螺栓数目。

求得F后,按式(3-17)与式(3-18)校核螺栓联接的挤压强度与剪切强度。 对于普通螺栓联接,应保证联接预紧后,接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。

假设各螺栓所需要的预紧力均为F0,螺栓数目为z,则其平衡条件为 fF0zi?KSF?或F0?KSF? (3-20) fzi

图3-13 受横向载荷的螺栓组联接

式中:f——接合面的摩擦系数;

——接合面数(图3-13中,i=2);

KS——防滑系数,K=1.l~1.3。

由式(3-20)求得预紧力F0,然后按式(3-11)校核螺栓(联接件)的强度。 2、受转矩的螺栓组联接

如图3-14所示,转矩T作用在联接接合面内,在转矩T的作用下,底板将绕通过螺栓组对称中心O并与接合面相垂直的轴线转动。

图3-14 受转矩的螺栓组联接

采用普通螺栓时,靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩(图3-23a)。假设各螺栓的预紧程度相同,即各螺栓的预紧力均为F0,则各螺栓联接处产生的摩擦力均相等,并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心处。为阻止接合面发生相对转动,各摩擦力应与该螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线(即力臂ri)相垂直。根据作用在底板上的力矩平衡及联接强度的条件,应有

fF0r1?fF0r2?????fF0rz?KST

由上式可得各螺栓所需的预紧力为

F0?KsTKsT?z ( 3-21)

f(r1?r2?????rz)f?rii?1式中:f—— 结合面的摩擦系数;

ri——第i各螺栓到螺栓组对称中心O的距离;

——螺栓数目;

KS——防滑系数,同前

由式(3-21)求得预紧力F0,然后按式(3-11)校核螺栓的强度。

采用铰制孔用螺栓时,如图3-23b所示。用ri、rmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离;Fi、Fmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的工作剪力,可求得受力最大的螺栓的工作剪力为

Fmax?Trmax?ri?1z (3-22)

2i然后按式(3-17)与式(3-18)校核螺栓联接的挤压强度与剪切强度。

图3-14c)所示的凸缘联轴器,是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的受力根据r1?r2?????rz 的关系以及螺栓联接的类型,分别代人式(3-21)或(3-22)即可求得。

3、受轴向载荷的螺栓组联接

图3-15为一受轴向总载荷F?的汽缸盖螺栓组联接。每个螺栓的轴向工作载荷为

F?F? (3-23) z

图3-15 受轴向载荷的螺栓组联接

各螺栓除承受轴向工作载荷F外,还受有预紧力F0的作用。故由式(3-23)求得F后,即应按式(3-14)算出螺栓的总拉力F2,并按式(3-15)计算螺栓的强度。

4、受倾覆力矩的螺栓组联接

图3-16a)为一受倾覆力矩的螺栓组联接。底座在各螺栓的F0作用下,有均匀的压缩,如图3-16b)。当底板受到倾覆力矩M作用后,它绕轴线O?O倾转一个角度,假定仍保持为平面。此时,在轴线O?O左侧,底座被放松,螺栓被进一步拉伸;在右侧,螺栓被放松,底座被进一步压缩。底板的受力情况如图3-16c)所示。

图3-16 受倾覆力矩的螺栓组联接

为简便起见,底座与底板的互相作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表。由受力平衡可推出

Fmax?MLmax?Li?1z (3-24)

2i式中:

Fmax——最大的工作载荷;

——总的螺栓个数;

Li——各螺栓轴线到底板轴线O?O的距离; Lmax——Li中最大的值。

为了防止接合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙,应该检查受载后底座接合面压应力的最大值不超过允许值,最小值不小于零,即有

?Pmax??p???Pmax?[?p] (3-32) ?Pmin??p???Pmax?0 (3- 33) 这里?P?zF0,代表底座接合面在受载前由于预紧力而产生的挤压应力;A为接合面A的有效面积;???p??为底座接合面的许用挤压应力;??Pmax代表由于加载而在底座接合面上产生的附加挤压应力的最大值。

计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时,首先由须紧力F0、最大工作载荷Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力F2,由式(3-14)得

螺栓强度计算

Cb值可通过计算或实验确定。一般设计时,可根据垫片材料不同,选用数据。Cb?Cm设计时,可先根据联接的受载情况,求出螺栓的工作拉力F,再根据联接的工作要求选取F1值,然后按式(3-12)计算螺栓的总拉力F2。于是螺栓危险截面的拉伸强度条件为?ca?1.3F2??[?](3-15)4或d1?d12
推荐度:
点击下载文档文档为doc格式
2t2jc4zfa63xy6q955p40ne2d1fp330146c
领取福利

微信扫码领取福利

微信扫码分享