文档介绍：华南理工大学典型机械零件的静强度设计 螺纹连接件的静强度设计与计算 键连接的静强度设计与计算 弹簧的受力、变形与刚度计算 链传动的静强度计算 滚动轴承静强度计算 轴的静强度和刚度计算 螺纹连接件的静强度设计与计算 螺纹连接包括螺栓连接、双头螺柱连接和螺钉连接等类型。下面以螺栓连接为例分析螺纹连接的强度计算方法。所采用的方法对双头螺柱连接和螺钉连接也同样适用。在工程实际上,绝大多数螺纹连接在装配时都必须拧紧, 使其在承受工作载荷之前,预先受到预紧力的作用。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。有预紧力的称为紧螺栓连接受拉螺栓连接螺栓连接受剪螺栓连接松螺栓连接紧螺栓连接 2 单个螺栓连接的强度计算 受拉螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形和断裂, 如果螺纹精度较低或者联接经常装拆,则螺纹牙也有可能发生滑扣。 如果选用的是标准件,则螺栓的设计主要包括:求出螺纹部分最小截面的直径(即螺纹小径 d 1)或对其强度进行校核。螺栓的其它部分(螺纹牙、螺栓头、光杆) 和螺母、垫圈的结构尺寸,通常不需要进行强度计算, 可查手册按螺栓螺纹的公称直径(即螺纹大径 d)确定。受拉螺栓联接分为松螺栓连接和紧螺栓连接两大类。 3 (1)松螺栓连接松螺栓连接在装配时不需要把螺母拧紧。 F 起重滑轮的松螺栓连接如果螺栓拧紧,滑轮架就不能自由转动, 将给工作带来不便。 4 21 [ ] / 4 Fd () 14 [ ] Fd ( ) 式中, d 1-螺栓螺纹小径, mm ; []-螺栓的许用拉应力, MPa 。 当对这类螺栓进行设计时,可通过式( )确定螺栓的最小直径 若忽略滑轮及其支架的自重,在承受工作载荷前, 螺栓不受力,这是判别这类螺栓联接的依据。当联接承受工作载荷 F时,螺栓所受的工作拉力即为 F,螺栓最小截面所受的应力应满足的强度条件为 5 (2)紧螺栓连接 紧螺栓连接------- 拧紧力矩------ 拧紧----- 预紧拉力紧螺栓连接工作载荷又可分为横向和轴向两种情况。 6 ①受横向工作载荷的紧螺栓连接 如图所示的普通螺栓连接,承受垂直于螺栓轴线的横向工作载荷 F,螺栓杆与孔壁之间有间隙。在螺栓预紧力 F′的作用下, 由被联接件接合面间产生摩擦力来抵抗工作载荷。这时,螺栓仅承受预紧力的作用,而且在施加工作载荷的前后,螺栓所受的拉力不变,均等于预紧力,这是此类连接的重要特征。 受横向工作载荷的普通螺栓连接 m=1 F FF F/2 F/2 m=2 7 ' f mfF K F ( ) 式中, m-接合面的数目; f-接合面间的摩擦系数,可查附表 ; K f -防滑可靠性系数,通常取 K f =~ 。' f K F F mf ( ) 或 为防止被联接件之间发生相对滑移,其接合面间的摩擦力必须大于或等于横向载荷,即应满足 8 2 2 2 2 3 3( ) ca 拧紧螺母时,螺栓螺纹部分不仅受预紧力 F′所产生的拉应力作用,而且还受摩擦力矩 T 所产生的扭转切应力作用,经理论分析,对于 M10 ~ M64 普通螺纹的钢制螺栓, 。由于螺栓为塑性材料,且受拉伸和扭转复合应力,故可按第四强度理论求得螺栓的合成计算应力 9 可见,对于只受预紧力的紧螺栓联接来说,考虑扭切应力的影响只需将拉伸载荷加大 30% ,就可按纯拉伸问题进行计算。 21 ' [ ] / 4 caFd ( ) 其设计公式为 1 4 ' [ ] F d ( ) 紧螺栓联接强度条件为 10