文档介绍：螺栓联接例题分析
【例题10-3】如图所示,钢板δ=20mm,用2个螺栓(螺栓间距a=200mm)联接到机架上。已知作用于板的负荷FP=5000N,其他尺寸如图10-28所示,板和机架材料为Q235。
要求:
分析螺栓的失效形式。
分析螺栓的受力。
按强度设计螺栓直径。
FP
FR
FT
FT
a=200
a=200
o
o
FR
FP
T
【解】 1. 采用铰制孔用螺栓联接
(1)铰制孔用螺栓的主要失效形式为剪切和挤压失效。
(2)螺栓受力分析将外载荷Fp向螺栓组对称中心O简化后,螺栓组受有横向力Fp = 5000N及转矩T = Fp·L= 5000N×300mm =15×105 N·mm。
每个螺栓由横向力产生的工作载荷相同
每个螺栓由转矩T产生的工作载荷相同
每个螺栓所受的工作载荷的方向如图所示。经分析可知,两螺栓所受工作载荷相同。根据力的叠加原理,每个螺栓所受的横向工作载荷
2. 采用普通螺栓联接
(1)普通螺栓的主要失效形式为螺纹部分断裂失效。
(2)螺栓受力分析螺栓受力分析和上述铰制孔用螺栓的分析与计算相同,即每个螺栓的横向工作载荷也是=7906N ,其不同之处在于:普通螺栓联接,靠预紧力产生的摩擦力来传递横向力,其预紧力
(3)按抗拉强度计算螺栓直径仍选螺栓材料为Q235,σs = 235MPa 。由表10-6得,再由表10-7试选S = 2,则。由式(10-19)可得普通螺栓的小径为

查表10-1,取M36螺栓(小径d1= mm)。按照表10-7可知,所取安全系数S = 2是正确的。故可选用2个M36×100 GB5782—86 六角头螺栓。
小结:通过以上两种情况的分析和计算,可以看出,虽然受到的外载荷相同,但由于螺栓联接的类型不同,单个螺栓的受力情况会有很大差异,致使所选螺栓直径相差很大。为了避免采用普通螺栓时螺栓直径太大的缺点,可采用减载装置,来传递横向力,这样所需的预紧力较小,不但减小了螺栓直径,使结构紧凑,而且工作可靠。因此在机械设计中,结构设计的优劣必须给予足够重视。