單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算

單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.1螺紋聯(lián)接的基本知識左旋螺紋和右旋螺紋單線螺紋和多線螺紋螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯(lián)接和傳動。螺紋的牙型螺紋的類型三角形矩形梯形鋸齒形主要用于聯(lián)接多用于傳動第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺紋的主要參數(shù)大經(jīng)d小徑d1中經(jīng)d2螺距P導(dǎo)程S升角l牙型角a、牙型斜角b7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日。普通螺紋常用螺紋的特點(diǎn)及應(yīng)用管螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日1.螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接的基本類型7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.1概述2.雙頭螺柱聯(lián)接第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日3.螺釘聯(lián)接7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日4.緊定螺釘聯(lián)接7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.1.5標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件1.螺栓、螺柱、螺釘聯(lián)接件7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.緊定螺釘、螺母7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日3.墊圈7.1螺紋聯(lián)接的基本知識第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.2螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松

一般螺紋聯(lián)接在裝配的時(shí)候都必須擰緊，以增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性、緊密性和防松能力。螺栓聯(lián)接的預(yù)緊

對于一般聯(lián)接，可憑經(jīng)驗(yàn)來控制預(yù)緊力F0的大小，但對于重要的聯(lián)接就要嚴(yán)格控制其預(yù)緊力。T=T1+T2=KF0d擰緊時(shí)扳手力矩為T可由測力矩扳手測定!式中K為擰緊力矩系數(shù),可查表第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.2螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松螺栓聯(lián)接的防松聯(lián)接中常用的單線普通螺紋和管螺紋在沖擊、震動或變載荷的作用下容易產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。螺紋聯(lián)接放松的根本問題在于要防止螺旋副的相對運(yùn)動。常用的防松方法:摩擦防松機(jī)械防松:其他防松彈簧墊圈對頂螺母尼龍圈鎖緊螺母開口銷帶翅墊片止動墊片第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算是螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)聯(lián)接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：針對具體的失效形式，通過對螺栓的相應(yīng)部位進(jìn)行相應(yīng)強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)計(jì)算（或強(qiáng)度校核）。螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大經(jīng)）d等。第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日受拉螺栓聯(lián)接7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1.松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：式中[s]為松聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力（MPa）,查表d1計(jì)算出后,再按標(biāo)準(zhǔn)查選螺紋的公稱直徑。第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.緊螺栓聯(lián)接只受預(yù)緊力緊螺栓聯(lián)接7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的符合應(yīng)力狀態(tài)。螺栓危險(xiǎn)界面上的拉伸應(yīng)力為螺栓危險(xiǎn)界面上的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算對于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓，取fv=tanjv=0.15，簡化處理的t=0.5s，根據(jù)第四理論，可求出當(dāng)量應(yīng)力se為因此，強(qiáng)度條件為：即設(shè)計(jì)公式為第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日受橫向外載荷的緊螺栓聯(lián)接7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算載荷與螺栓軸向垂直，靠被聯(lián)接件間的摩擦力傳遞。螺栓受載前需預(yù)緊,受載前后受力相同。螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上既有軸向預(yù)緊力F0形成的拉應(yīng)力s，又有因螺栓與螺紋牙面間的摩擦力矩T1而形成的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力t。受力特點(diǎn)螺栓預(yù)緊力當(dāng)f=0.15、Kf=1.1、m=1時(shí)，可得此結(jié)構(gòu)，要使聯(lián)接不發(fā)生滑動，螺栓要承受7倍于橫向外載荷的預(yù)緊力。結(jié)構(gòu)笨重、不經(jīng)濟(jì)。因此要避免這種結(jié)構(gòu)，而采用新結(jié)構(gòu)。第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日承受軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算載荷方向與螺栓軸向一致,螺栓受載前需預(yù)緊,受載前后受力不同.螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上同樣既有拉應(yīng)力s,又有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力t.受力特點(diǎn)強(qiáng)度條件:設(shè)計(jì)公式:式中FS為螺栓受載后所受的軸向總拉力(N),通過受載前對螺栓的預(yù)緊,和受載后螺栓軸向拉力的分析,可知這里F為單個(gè)螺栓的軸向載荷,F0'為殘余軸向預(yù)緊力FS=F+F0'第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.3單個(gè)螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算受剪切螺栓聯(lián)接受力特點(diǎn)：螺栓受載前后不需預(yù)緊，橫向載荷靠螺栓桿與螺栓孔壁之間的相互擠壓傳遞。擠壓強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析要設(shè)計(jì)成軸對稱的幾何形狀。螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析螺栓的布置應(yīng)使螺栓的受力合理第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析螺栓的布置應(yīng)有合理的間距、邊距第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析同一組螺栓聯(lián)接中各螺栓的直徑和材料均應(yīng)相同第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析避免螺栓承受偏心載荷第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組受力分析的目的是，根據(jù)螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受載最大的螺栓及其受力。受力分析是在作如下假設(shè)條件下進(jìn)行的，即：同組中的各螺栓都受相同的預(yù)緊力。螺栓組的對稱中心與被聯(lián)接結(jié)合面的形心重合。被聯(lián)接件為剛體,聯(lián)接結(jié)合面為剛性平面。螺栓的變形在彈性范圍內(nèi)。第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.4螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析螺栓組受力可劃分為4種典型情況：受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接各種復(fù)雜受力情況都可看作以上四種情況的不同組合。第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.5螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料其它對螺紋有特殊要求（如防腐、耐高溫）時(shí)，應(yīng)選擇有特殊性能的材料。一般螺紋聯(lián)接件常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215、Q235、15、35、45等受沖擊、振動和變載荷作用的螺栓可用合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB等第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.5螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力螺栓材料的許用拉應(yīng)力按下式確定:式中S為安全系數(shù)。緊聯(lián)接螺栓若不控制預(yù)緊力，則S大小與螺栓直徑和載荷性質(zhì)有關(guān)，此時(shí)設(shè)計(jì)螺栓聯(lián)接時(shí)，常用試算法確定S。即先預(yù)估螺栓直徑，再與計(jì)算出的螺栓直徑作比較后，對S作調(diào)整和計(jì)算。第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.5螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，提高螺栓強(qiáng)度有以下幾種措施：改善螺紋牙間的載荷分配內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母懸置螺母螺紋牙間載荷分配關(guān)系第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日減小螺栓的應(yīng)力變化幅度7.6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施受變載荷作用的螺栓，其應(yīng)力也在一定的幅度內(nèi)變動，減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度等皆可以使螺栓的應(yīng)力變化幅度減小。減小螺栓剛度的方法a.柔性螺栓b.彈性元件第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施增大被聯(lián)接件剛度的方法a.金屬墊片b.密封環(huán)第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日減小應(yīng)力集中7.6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施避免附加彎曲應(yīng)力第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.7滑動螺旋傳動簡介螺旋運(yùn)動是利用由螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時(shí)傳遞運(yùn)動和動力的場合。螺旋傳動的類型傳力螺旋傳動螺旋調(diào)整螺旋第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺旋傳動的結(jié)構(gòu)及材料1.螺母結(jié)構(gòu)整體螺母不能調(diào)整間隙，只能用在輕載且精度要求較低的場合組合螺母這種螺母便于操作，一般用于車床溜板箱的螺旋傳動中2.螺桿結(jié)構(gòu)通常采用牙型為矩形、提醒或鋸齒形的右旋螺紋。特殊情況下也采用左旋螺紋。7.7滑動螺旋傳動簡介第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日3.材料一般螺桿的選用原則如下：高精度傳動十多選碳素工具鋼需要較高硬度，可采用鉻錳合金鋼或者采用65Mn鋼一般情況下可用45、50鋼螺母材料可采用鑄造錫青銅，重載低速的場合可選用鑄造鋁鐵青銅，而輕載低速時(shí)也可選用耐磨鑄鐵。7.7滑動螺旋傳動簡介第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日7.8滾動螺旋傳動簡介在螺桿和螺母制建設(shè)有封閉循環(huán)的滾道，在滾道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠絲杠副。第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日滾珠絲杠的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用1.滾珠絲杠的分類按用途定位滾珠絲杠傳動滾珠絲杠通過旋轉(zhuǎn)角度和導(dǎo)程控制軸向位移量，稱為P類滾珠絲杠用于傳動動力的滾珠絲杠，稱為T類滾珠絲杠7.8滾動螺旋傳動簡介第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日按循環(huán)方式內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠外循環(huán)滾珠絲杠7.8滾動螺旋傳動簡介第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.滾珠絲杠的特點(diǎn)及應(yīng)用滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)滾動摩擦系數(shù)小，傳動效率高啟動扭矩接近運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩，工作較平穩(wěn)磨損小且壽命長，可用調(diào)整裝置調(diào)整間隙，傳動精度與剛度均得到提高不具有自鎖性，可將直線運(yùn)動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動7.8滾動螺旋傳動簡介第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日滾珠絲杠的缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難在需要防止逆轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)中，要加字所機(jī)構(gòu)承載能力不如滑動螺旋傳動大

滾動絲杠多用在車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及對傳動精度要求較高的場合。7.8滾動螺旋傳動簡介第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日滾珠絲杠副的特征代號及標(biāo)注精度等級類型(P/T)承載鋼珠圈數(shù)螺紋旋向公稱導(dǎo)程公稱直徑結(jié)構(gòu)特征預(yù)緊方式循環(huán)方式7.8滾動螺旋傳動簡介第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺栓聯(lián)接第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日雙頭螺柱聯(lián)接第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺釘聯(lián)接第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日緊定螺釘聯(lián)接第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日測力矩扳手第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日彈簧墊圈第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日對頂螺母第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日尼龍圈鎖緊螺母第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日開口銷第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日帶翅墊片第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日止動墊片第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日沖點(diǎn)法第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日粘合法第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日焊點(diǎn)法第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日串聯(lián)鋼絲第六十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第六十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺栓預(yù)緊前的受力分析第六十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺栓加載后的受力分析第六十三頁，共七十二頁