文档介绍：一. 螺栓组联接的设计设计步骤: 1. 螺栓组结构设计 2. 螺栓受力分析 3. 确定螺栓直径 4. 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5. 校核螺栓所需的预紧力是否合适确定螺栓的公称直径后,螺栓的类型,长度,精度以及相应的螺母,垫圈等结构尺寸,可根据底板的厚度,螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计螺栓组联接结构设计的主要目的,在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式, 力求各螺栓和联接接合面间受力均匀,便于加工和装配。为此,设计时应综合考虑以下几方面的问题: 1)联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状,如圆形,环形,矩形,框形, 三角形等。这样不但便于加工制造,而且便于对称布置螺栓,使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合,从而保证接合面受力比较均匀。 2)螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接,不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓,以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时, 应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘,以减小螺栓的受力(下图)。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时,应采用销,套筒,键等抗剪零件来承受横向载荷,以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3)螺栓排列应有合理的间距,边距。布置螺栓时,各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离,应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸(下图)可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接,螺栓的间距 t0不得大于下表所推荐的数值。扳手空间尺寸螺栓间距 t 0 注:表中 d为螺纹公称直径。 4)分布在同一圆周上的螺栓数目,应取成 4,6,8等偶数,以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料,直径和长度均应相同。 5)避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外,还应在工艺上保证被联接件,螺母和螺栓头部的支承面平整,并与螺栓轴线相垂直。对于在铸,锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时,应制成凸台或沉头座(下图 1)。当支承面为倾斜表面时,应采用斜面垫圈(下图 2)等。图1 凸台与沉头座的应用图2 斜面垫圈的应用 2. 螺栓组联接的受力分析 1).受横向载荷的螺栓组联接 2).受转矩的螺栓组联接 3). 受轴向载荷的螺栓组联接 4).受倾覆力矩的螺栓组联接进行螺栓组联接受力分析的目的是,根据联接的结构和受载情况,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。为了简化计算,在分析螺栓组联接的受力时,假设所有螺栓的材料,直径,长度和预紧力均相同;螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合;受载后联接接合面仍保持为平面。下面针对几种典型的受载情况,分别加以讨论。 1). 受横向载荷的螺栓组联接回首部图所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直, 并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时(图 a)。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b), 靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。虽然两者的传力方式不同,但计算时可近似地认为, 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(5-23 ) 式中 z为螺栓联接数目。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 Q p,螺栓数目为 z,则其平衡条件为或(5-24 ) 图: 受横向载荷的螺栓组联接式中: f——接合面间的摩擦系数,见下表; i——接合面数(图中, i=2 ); K s——防滑系数, K s= ~ 。由式( 5-24 )求得预紧力 Q p,然后按式( 5-14 )校核螺栓的强度。联接接合面间的摩擦系数被联接件接合面的表面状态摩擦系数 f 钢或铸铁零件干燥的加工表面 - 有油的加工表面 -0 .10 钢结构轧制表面,钢丝刷清理浮锈 -0 .35 涂富锌漆 -0 .40 喷砂处理 -0 .55 钢铁对砖料,混凝土或木材干燥表面 -0 .45 2). 受转矩的螺栓组联接回首部如下图所示,转矩 T作用在联接接合面内,在转拒 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。为了防止底板转动,可以采用普通螺栓联接,也可以采用铰制孔用螺栓联接。其传力方式和受横向载荷的螺栓组联接相同。图: 受转矩的螺栓组联接采用普通螺栓时,靠联接领紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩 T。假设各螺栓的预紧程度相同,即各螺栓的预紧力均为 Qp,则各螺栓联接