1、5-6 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,1 螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,2 松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,3 緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,3 緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算,僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接,受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接,同時(shí)受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接,受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接,螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件：,螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件：,Lmin擠壓面的最小高度, Lmin 1.25d0,d0 光桿直徑,當(dāng)用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí),當(dāng)用普通螺栓聯(lián)接時(shí),T1,因橫向載荷是由預(yù)緊力在被聯(lián)接件間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗的，所以應(yīng)滿足：,預(yù)緊力F0（拉伸應(yīng)力）+ 螺紋摩擦力矩T1（扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力）,強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則（與僅受預(yù)緊力

2、的螺栓聯(lián)接相同）第四強(qiáng)度理論：螺栓的計(jì)算應(yīng)力為 ：,T1,校核式,設(shè)計(jì)式,同時(shí)受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接,螺栓受預(yù)緊力F0后，再在工作拉力F 的作 用下，螺栓的總拉力F2 = ?,螺母未擰緊,螺母已擰緊,已承受工作載荷,受力變形圖,F2,F0,被聯(lián)接件總壓縮量為：,螺栓總伸長(zhǎng)量為：,螺栓中總拉力為： F2(F2 F1),（1）,式中F1為殘余預(yù)緊力,F0,F2,力與變形線圖,螺栓,被聯(lián)接件,合并后,預(yù)緊后：,預(yù)緊且有工作載荷后：,F,F0,Ob,Om,力,變形,A,B,C,b,m,b,m,F2,F,F1,力與變形線圖,為保證連接的緊密性，應(yīng)使殘余預(yù)緊力F1 0，一般根據(jù)連接的性質(zhì)確定F1的

3、大小。,推薦采用的F1為： 對(duì)于用密封要求的連接，F(xiàn)1=（1.51.8）F 對(duì)于一般連接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)，F(xiàn)1=（0.20.6）F 工作載荷不穩(wěn)定時(shí)，F(xiàn)1=（0.61.0）F,各力定義:,1、預(yù)緊力F0（擰緊螺母后，作用在螺栓上的拉力和被聯(lián)件上壓力） 2、工作拉力F（對(duì)螺栓聯(lián)接施加的外載荷） 3、 殘余預(yù)緊力F1 4、螺栓的總拉力F2,（2）,（3）,（1）,強(qiáng)度計(jì)算 這時(shí)即可套用前面預(yù)緊力作用下螺栓強(qiáng)度計(jì)算式，考慮受載后補(bǔ)充擰緊，總載荷取總拉力F2的1.3倍,設(shè)計(jì)式：,校核式,疲勞強(qiáng)度計(jì)算,軸向工作載荷變化范圍：0 F,螺栓所受的總軸向拉力：F0 F2,螺栓中的應(yīng)力變化范圍： （忽略螺紋間摩

4、擦力矩）,疲勞強(qiáng)度計(jì)算 應(yīng)力幅： 那么，強(qiáng)度條件為： 對(duì)重要零件，校核 疲勞安全系數(shù)：,5-5 螺栓聯(lián)接受力分析和強(qiáng)度分析總結(jié),螺栓聯(lián)接受力分析和強(qiáng)度分析總結(jié),在強(qiáng)度計(jì)算公式中所使用的載荷必須是計(jì)入各種影響后螺栓承受的總的載荷： 松螺栓聯(lián)接為工作載荷F； 對(duì)只承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接要考慮擰緊力矩的影響：為預(yù)緊力F0的1.3倍； 對(duì)同時(shí)承受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，考慮受載后補(bǔ)充擰緊，總載荷取總拉力F2的1.3倍。,強(qiáng)度校核計(jì)算,由機(jī)器要求確定工作載荷F,由工作性能要求確定工作狀態(tài)下連接的緊密性要求確定殘余預(yù)緊力F1,計(jì)算螺栓中的最大拉力F2及危險(xiǎn)截面最大應(yīng)力ca,試選螺栓尺寸，確定d1,細(xì)節(jié)結(jié)

5、構(gòu)設(shè)計(jì),NO,YES,由工作性能要求確定工作狀態(tài)下連接的緊密性要求確定需要的殘余預(yù)緊力F1,試選螺栓尺寸，確定d1,由機(jī)器要求確定工作載荷F,由螺栓材料性能計(jì)算螺栓可承受最大拉力F2,計(jì)算螺栓聯(lián)接中的殘余預(yù)緊力F1,細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),NO,YES,確定螺栓預(yù)緊情況F0,5-8 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施,1 降低應(yīng)力幅，提高螺栓疲勞強(qiáng)度,2 改善螺紋牙上載荷分布不均勻現(xiàn)象,3 減小應(yīng)力集中,4 采用合理的制造工藝方法,1 降低應(yīng)力幅，提高螺栓疲勞強(qiáng)度,由式 可知： 減小螺栓剛度Cb或增大被聯(lián)接件的剛度Cm都可以減小應(yīng)力幅，提高螺栓的疲勞性能。 但是， F1減小，聯(lián)接的緊密性受到了影響?？稍诓挥绊戩o強(qiáng)度

6、的條件下增大預(yù)緊力，以保持聯(lián)接緊密性。,減少螺栓剛度Cb,加長(zhǎng)螺栓,柔性螺栓：空心、腰桿,螺母下加彈性元件,增加被聯(lián)接件的剛度Cm,剛度大的墊圈,2 改善螺紋牙上載荷分布不均勻現(xiàn)象,螺栓所受的總拉力是通過相接觸的螺紋牙面?zhèn)鬟f的，由于螺栓和螺母的剛度不同，變形性質(zhì)不同，造成各圈螺紋牙上的受力不同。,采用均載螺母，如：懸置螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母或環(huán)槽且內(nèi)斜螺母、或用鋼絲螺套均載。,3 減小應(yīng)力集中,主要從螺栓結(jié)構(gòu)上來說，加大過度部位圓角、設(shè)置卸載槽、設(shè)置卸載過渡結(jié)構(gòu)、螺紋收尾處留退刀槽。,零件幾何形狀結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化，當(dāng)受載時(shí)都產(chǎn)生應(yīng)力集中 設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)增大過渡圓角，增加卸載結(jié)構(gòu)，避免偏心載荷，提高制造精度。,從設(shè)計(jì)、裝配、制造上設(shè)法避免附加應(yīng)力的產(chǎn)生。,支承面不平,采用凸臺(tái)或沉孔結(jié)構(gòu),球面墊圈,4 采用合理的制造工藝方法,冷鐓螺栓頭部、滾壓螺紋的螺栓比切制螺紋疲勞性能好，另外，氮化、氰化、噴丸處理可提高螺紋聯(lián)接件的疲勞強(qiáng)度。,采用冷墩螺栓頭部，滾壓螺紋，使應(yīng)力集中變小，金屬流線合理，冷作硬化硬表面留有殘余應(yīng)力。 滾壓螺紋疲勞強(qiáng)度比切削提高3040，而且材料利用率高，生產(chǎn)效率高，制造成本低。 實(shí)際證明螺栓的疲勞強(qiáng)度隨直徑的增大