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螺栓组受力分析与计算.docx

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螺栓组受力分析与计算.docx

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螺栓组受力分析与计算.docx

文档介绍

文档介绍:: .
螺栓组联接的设计设计步骤:
螺栓组结构设计螺栓受力分析确定螺栓直径校核螺栓组联接接合面的工作能力栓联接,也可以采用皎制孔用螺栓联接。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,各摩擦力应与各该螺栓的轴线到fQ^+fQ^+-+fQ^>Kj由上式可得各螺栓所需的预紧力为0兰Q_KJ+…+W/S3=1【5-25】式中:f一一接合面的摩擦系数,见表;ri——第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离;z——螺栓数目;
Ks——防滑系数,同前。
由上式求得预紧力Qp,然后按式(5—14)校核螺栓的强度。
采用皎制孔用螺栓时,在转矩T的作用下,各螺栓受到剪切和挤压作用,各螺栓所受的横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心o的连线(即力臂r。)相垂直(图b)。
为了求得各螺栓的工作剪力的大小,计算时假定底板为刚体,受载后接合面仍保持为平面。
则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心O的距离成正比。即距螺栓组对称中心O越远,螺栓的剪切变形量越大。如果各螺栓的剪切刚度相同,则螺栓的剪切变形量越大时,其所受的工作剪力也越大。如图b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。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,则得Fmax
r【5—26】
inax
根据作用在底板上的力矩平衡的条件得H禅+乾吟+…+写=T

i=1
.
【5—27】
联解式
(5—26)及
(5—27),可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
P
mo
4=i
【5—28】
图所示的凸缘联轴器,是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的受力根据「1=「2=…=rz的关系以及螺栓联接的类型,分别代人式(5-25)或(5-28)即可求得。
►3).受轴向载荷的螺栓组联接回首部
下图为一受轴向总载荷Fe的汽缸盖螺栓组联接。F寸勺作用线与螺栓轴线平■行,并通过螺栓组的对称中心O。计算时,认为各螺栓平均受载,则每个螺栓所受的轴向工作载荷为
图:受轴向载荷的螺栓组联接
►4).受倾覆力矩的螺栓组联接回首部
下图a为一受倾覆力矩的底板螺栓组联接。倾覆力矩M作用在通过x-x轴并垂直丁联接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前,由丁螺栓已拧紧,螺栓受预紧力Qp,有均匀的伸长;,如图b所示。当底板受到倾覆力矩作用后,它绕轴线O一。倾转一个角度,假定仍保持为平面。此时,在轴线O一O左侧,地基被放松,螺栓被进一步拉伸,在右侧,螺栓被放松,地基被进一步压缩。底板的受力情况如图c所示。
图:受倾覆力矩的螺栓组联接
联接接合面材料的许用挤压应力[o]p,可查下表。
表:联接接合面材料的许用挤压应力[o]p
I...-
N«
««±
1—.
0

-
*40[
注:
l)
2)
当联接接合面的材料不同时,应按强度较弱者选取。
bs为材料屈服权限,MPa;bB为材料强度极限,MPa。
3)
联接承受载荷时,【°]p应取表中较大值;承受变载荷时,则应取较小值计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时,首先由预紧力Qp、最大工作载荷Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力Q,由式(5—18)得【5—38】然后接式(5—19)进行强度计算。
卜确定螺栓直回tr
首先选择螺栓材料,确定其性能等级,查出其材料的屈服极限,并查出安全系数,计算出螺栓材料的许用应力[b]=bs/So
根据以下公式计算螺纹小径di:
dx>
4x13g
仃[b]
最后按螺纹标准,选用螺纹公称直径。
卜螺纹联接件的材料适合制造螺纹联接件的材料品种很多,常用材料有低碳钢Q215、10号钢和中碳钢Q235、35、45号钢。对丁承受冲击、振动或变载荷的螺纹联接件,可采用低合金钢、合金钢,如15Cr、40Cr、30CrMnsi等。对丁特殊用途(如防锈蚀、防磁、导电或耐高温等)的螺纹联接件,可采用特种钢或铜合金、铝合金等。
表:螺栓的性能等级(-82)
"I

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