螺栓组联接结构设计的目的：螺栓组联接结构设计的目的： 接合面形状接合面形状对称对称 螺栓布置螺栓布置合理合理 间距间距 边距边距 扳手空间扳手空间 接合面与螺栓接合面与螺栓受力均匀受力均匀 加工安装加工安装方便方便 螺栓材料直径螺栓材料直径 长度相同长度相同一一 螺栓组联接结构设计螺栓组联接结构设计 横向载荷横向载荷轴向载荷轴向载荷56 螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计二二 螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析螺栓组所受载荷类型螺栓组所受载荷类型 螺栓组联接的受力分析的目的：找出受力最大的螺栓螺栓组联接的受力分析的目的：找出受力最大的螺栓并求出其所受力的大小并求出其所受力的大小转矩（扭矩）转矩（扭矩）倾覆力矩倾覆力矩平衡条件：f F0 ziKs F Ks防滑系数 Ks=1.11.3 F0 Ks F zi f i接合面的数目 f接合面的摩擦系数 螺栓本身受剪切和挤压螺栓本身受剪切和挤压各螺栓受力为： F= F z z螺栓数目1）铰制孔用螺栓联接）铰制孔用螺栓联接1 受横向载荷受横向载荷F的螺栓组联接的螺栓组联接 螺栓本身受预紧拉力螺栓本身受预紧拉力F0 拧紧拧紧产生夹紧力产生夹紧力接合面间的摩擦力接合面间的摩擦力承受载荷承受载荷横向载荷(垂直螺栓轴心线）2）普通螺栓联接）普通螺栓联接 讨论讨论: 若若 f =0.2, z=1, i=1, Ks =1.2 ,则则 F0 =Ks F zi f=6 F 1）受横向载荷普通螺栓受力比铰制孔用螺栓）受横向载荷普通螺栓受力比铰制孔用螺栓 的大，的大， 此时宜采用后者此时宜采用后者 2）若要采用普通螺栓，靠利用减载键销或减载套筒）若要采用普通螺栓，靠利用减载键销或减载套筒螺栓受剪切和挤压来平衡载荷，各螺栓受力为螺栓受剪切和挤压来平衡载荷，各螺栓受力为 Fi1）铰制孔用螺栓联接）铰制孔用螺栓联接2 受转矩受转矩T的螺栓组联接的螺栓组联接分析分析：受载后接合面仍为平面，螺栓的剪切变形与其到中心的距受载后接合面仍为平面，螺栓的剪切变形与其到中心的距 离成正比离成正比, ,螺栓刚度相同，故其受剪力螺栓刚度相同，故其受剪力F Fi i也与与其到中心的距离也与与其到中心的距离r ri i成正比。假设此剪力方向垂直其到中心的向径成正比。假设此剪力方向垂直其到中心的向径 即：即：力矩平衡条件：受力最大的螺栓的工作剪力：2）普通螺栓联接）普通螺栓联接螺栓本身受预紧拉力螺栓本身受预紧拉力F0, ，各螺栓要拧紧产生相同的夹紧力，各螺栓要拧紧产生相同的夹紧力2）普通螺栓联接）普通螺栓联接分析分析：各螺栓预紧拉力均为各螺栓预紧拉力均为F0各螺栓联接处产生相同的各螺栓联接处产生相同的 摩擦力，并假设此摩擦力集中作用螺栓中心处摩擦力，并假设此摩擦力集中作用螺栓中心处, 且方向垂直其到中心的向径。且方向垂直其到中心的向径。z螺栓数目ri 螺栓的向径Ks防滑系数力矩平衡条件：力矩平衡条件：f F0 r1+ f F0 r2 + f F0 rz KsT各螺栓所需受预紧拉力各螺栓所需受预紧拉力螺栓受拉力为：螺栓受拉力为： F= F z3 受轴向载荷受轴向载荷F的螺栓组联接的螺栓组联接轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力：此时螺栓除了受工作拉力此时螺栓除了受工作拉力F外，外， 还受预紧力还受预紧力F0作用作用分析：分析：M作用前：各螺栓受作用前：各螺栓受预紧力预紧力F0 M作用后：一侧螺栓拉力增大，作用后：一侧螺栓拉力增大， 一侧螺栓拉力减少一侧螺栓拉力减少4 受倾覆力矩受倾覆力矩M的螺栓组联接的螺栓组联接平衡条件：1）螺栓的受力）螺栓的受力受力最大的螺栓所受工作载荷为受力最大的螺栓所受工作载荷为 Li螺栓轴线到的底 板轴 线oo的距离受力最大的螺栓的总拉力为受力最大的螺栓的总拉力为2）被联接件和底板）被联接件和底板防止接合面被压溃：防止接合面被压溃：max=p+ pmax p防止接合面出现缝隙：防止接合面出现缝隙： min=p - pmax 00 p查表57W抗弯截面系数一一 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅降低影响螺栓疲劳强度的应力幅58 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施1降低螺栓的刚度：降低螺栓的刚度： 增加螺栓长度增加螺栓长度 2 采用腰状杆螺栓或空心螺栓采用腰状杆螺栓或空心螺栓2增大被联接件的刚度：不用垫片或采用增大被联接件的刚度：不用垫片或采用3 刚度较大的垫刚度较大的垫片片二二 改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象原因：原因：螺母与螺栓的变形性质不同螺母与螺栓的变形性质不同 螺母与螺栓的刚度不同螺母与螺栓的刚度不同改善措施改善措施：采用均载螺母（悬置螺母、内斜螺母采用均载螺母（悬置螺母、内斜螺母等）使螺母受拉或改变螺母牙受载位置等）使螺母受拉或改变螺母牙受载位置 采用钢丝螺套，利用其弹性来均载采用钢丝螺套，利用其弹性来均载三三 减少应力集中的影响减少应力集中的影响采用冷镦和滚压方法，提高疲劳强度措施：采用大圆角、卸载槽，加工措施：采用大圆角、卸载槽，加工 支承、加球面垫圈支承、加球面垫圈四四 采用合理的制造工艺方法采用合理的制造工艺方法