9.6螺栓组连接的设计
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螺栓组连接的设计
螺栓组的定义
在工程上，单独利用一个螺栓来实现连接的情况并不多见， 基本上都是由几个螺栓按适当的规律排列起来，共同完成和实现 一个连接任务，称为螺栓组。
螺栓的合理布置的重要性
如何尽可能地使各个螺栓接近均匀地承担外载，是设计、 安装螺栓组的主要问题。合理布置同一组内的螺栓的位置起着关 键的作用。
受转矩的普通螺栓连接
3 预紧力公式
式中， ri为第i个螺栓的轴线到 螺栓组对称中心O的距离；f、z 和KS的含义同前。
受转矩的铰制孔用螺栓
1 结构
当采用铰制孔用螺栓连接时，靠螺栓杆的剪切和挤压来传 递转矩，各螺栓所受的横向工作剪力Fs垂直于其轴线到螺栓组 对称中心O的连线。
受转矩的铰制孔用螺栓
螺栓组连接的受力分析
螺栓组连接的受力分析的目的和假设
进行螺栓组连接受力分析的目的是根据连接的结构和受载 情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接 的强度计算。
为了简化计算，在分析螺栓组连接的受力时，假设所有螺 栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与 连接接合面的形心重合；受载后连接接合面仍保持为平面。
受转矩的螺栓组连接
受转矩的普通螺栓连接
1 结构
如图所示的螺栓组连接中，转矩T作用在连接结合面内，在转 矩T作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心O并与结合面垂直的轴 线O-O转动。因此，每个螺栓连接处都受横向力的作用。
受转矩的普通螺栓连接
2 平衡条件
当采用普通螺栓时，靠连接螺栓预紧后在接合面上所产生的摩 擦力矩来传递转矩T。设各螺栓的预紧力均为F0，则各螺栓处产生 的摩擦力相等，其方向与各螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线 相垂直。因此，接合面上摩擦传力的平衡条件应为：
螺栓合理布置的原则
1 简单对称
连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状， 如圆形、环形、矩形、三角形等。这样不但便于加工制造，而且 便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和连接结合面的形心重 合，从而保证连接结合面受力比较均匀。
螺栓合理布置的原则
2 受力合理
对于铰制孔用螺栓，应该注意：不要 在平行于工作载荷的方向成排地布置8个以 上的螺栓，以免载荷分布过度不均。
受横向载荷的普通螺栓连接
1 结构
图示由4个螺栓组成的受横向 载荷的螺栓组连接。横向载荷的作 用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓 组的对称中心。当采用普通螺栓连 接时，靠连接预紧后在接合面间产 生的摩擦力来抵抗横向载荷。
受横向载荷的普通螺栓连接
2 平衡条件
计算时可近似地认为，在横向总载荷F∑作用下，各螺栓 所承担的工作载荷是均等的。对于普通螺栓连接，应保证连接 预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。
2 平衡条件
受转矩的铰制孔用螺栓
2 平衡条件
这是一个超静定问题。根据螺栓的变形协调条件，各螺栓的 剪切变形量应与其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越远的螺栓的剪切变形量就越大。由于螺栓的 直径和材料相同，故剪切变形量越大的螺栓，其所受的工作剪力 也越大。
受转矩的铰制孔用螺栓
受横向载荷的普通螺栓连接
3 预紧力公式
受横向载荷的普通螺栓连接
4 预紧力公式参数f
受横向载荷的普通螺栓连接
4 预紧力公式参数f
受横向载荷的普通螺栓连接
5 采用铰制孔螺栓
受轴向载荷的螺栓组连接
如图示，压力容器盖所受总轴向载荷作用线与螺栓轴线平 行，并通过螺栓组的对称中心，因此，每个螺栓所受的轴向工 作载荷F都相等。设螺栓数目为z，则工作载荷F的计算公式为：
螺栓合理布置的原则
5 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
螺栓合理布置的原则
6 补充
（1） 螺栓组结构设计，除综合考虑上述因素之外，还包括 根据连接的工作条件合理选择螺栓的防松装置。
（2） 在通用机械中，为简化设计、制造，对同一螺栓组内 的螺栓及配套件而言，不管受力的大小差异，应该选择同 样材料、规格统一的标准的螺栓，便于采购、管理和装配。
当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使 螺栓位置适当靠近连接结合面的边缘，以 减小螺栓的受力。
螺栓合理布置的原则
3 合理的间距、边距
在布置螺栓时，螺栓中心线与机体壁、螺栓之间的距离，要 依据扳手所需的活动空间大小和连接的密封性要求来决定。扳手 空间尺寸可查阅有关手册。
螺栓合理布置的原则
3 合理的间距、边距
螺栓合理布置的原则
4 同一圆周上取偶数
分布在同一圆周上的螺栓数应取为4、6、8、12等 偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。
螺栓合理布置的原则
5 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
由于制造和装配误差或设计不当，都会使螺栓承受偏心载荷。 这时，螺栓不但受拉应力作用，而且还受附加弯曲应力作用。避 免偏心载荷的方法是：尽量不采用钩头螺栓，螺母支撑面力求垂 直于螺栓轴线，采用凸台、沉头座、斜垫圈等都能达到目的。
3 最大剪力公式
联立求解上述两式，即得到受力 最大螺栓的工作剪力为：
小结
在螺栓组连接的实际应用中，螺栓组所受的外载荷往往是 几种简单受力状态的不同组合，为此应根据具体情况进行分析， 求得受力最大螺栓的工作载荷，然后再按单个螺栓连接进行强 度计算。
同学，螺栓组连接的设计就讲ห้องสมุดไป่ตู้这里，期待着和你的下次相见。
螺栓组的定义
在工程上，单独利用一个螺栓来实现连接的情况并不多见， 基本上都是由几个螺栓按适当的规律排列起来，共同完成和实现 一个连接任务，称为螺栓组。
螺栓的合理布置的重要性
如何尽可能地使各个螺栓接近均匀地承担外载，是设计、 安装螺栓组的主要问题。合理布置同一组内的螺栓的位置起着关 键的作用。
受转矩的普通螺栓连接
3 预紧力公式
式中， ri为第i个螺栓的轴线到 螺栓组对称中心O的距离；f、z 和KS的含义同前。
受转矩的铰制孔用螺栓
1 结构
当采用铰制孔用螺栓连接时，靠螺栓杆的剪切和挤压来传 递转矩，各螺栓所受的横向工作剪力Fs垂直于其轴线到螺栓组 对称中心O的连线。
受转矩的铰制孔用螺栓
螺栓组连接的受力分析
螺栓组连接的受力分析的目的和假设
进行螺栓组连接受力分析的目的是根据连接的结构和受载 情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接 的强度计算。
为了简化计算，在分析螺栓组连接的受力时，假设所有螺 栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与 连接接合面的形心重合；受载后连接接合面仍保持为平面。
受转矩的螺栓组连接
受转矩的普通螺栓连接
1 结构
如图所示的螺栓组连接中，转矩T作用在连接结合面内，在转 矩T作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心O并与结合面垂直的轴 线O-O转动。因此，每个螺栓连接处都受横向力的作用。
受转矩的普通螺栓连接
2 平衡条件
当采用普通螺栓时，靠连接螺栓预紧后在接合面上所产生的摩 擦力矩来传递转矩T。设各螺栓的预紧力均为F0，则各螺栓处产生 的摩擦力相等，其方向与各螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线 相垂直。因此，接合面上摩擦传力的平衡条件应为：
螺栓合理布置的原则
1 简单对称
连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状， 如圆形、环形、矩形、三角形等。这样不但便于加工制造，而且 便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和连接结合面的形心重 合，从而保证连接结合面受力比较均匀。
螺栓合理布置的原则
2 受力合理
对于铰制孔用螺栓，应该注意：不要 在平行于工作载荷的方向成排地布置8个以 上的螺栓，以免载荷分布过度不均。
受横向载荷的普通螺栓连接
1 结构
图示由4个螺栓组成的受横向 载荷的螺栓组连接。横向载荷的作 用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓 组的对称中心。当采用普通螺栓连 接时，靠连接预紧后在接合面间产 生的摩擦力来抵抗横向载荷。
受横向载荷的普通螺栓连接
2 平衡条件
计算时可近似地认为，在横向总载荷F∑作用下，各螺栓 所承担的工作载荷是均等的。对于普通螺栓连接，应保证连接 预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。
2 平衡条件
受转矩的铰制孔用螺栓
2 平衡条件
这是一个超静定问题。根据螺栓的变形协调条件，各螺栓的 剪切变形量应与其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越远的螺栓的剪切变形量就越大。由于螺栓的 直径和材料相同，故剪切变形量越大的螺栓，其所受的工作剪力 也越大。
受转矩的铰制孔用螺栓
受横向载荷的普通螺栓连接
3 预紧力公式
受横向载荷的普通螺栓连接
4 预紧力公式参数f
受横向载荷的普通螺栓连接
4 预紧力公式参数f
受横向载荷的普通螺栓连接
5 采用铰制孔螺栓
受轴向载荷的螺栓组连接
如图示，压力容器盖所受总轴向载荷作用线与螺栓轴线平 行，并通过螺栓组的对称中心，因此，每个螺栓所受的轴向工 作载荷F都相等。设螺栓数目为z，则工作载荷F的计算公式为：
螺栓合理布置的原则
5 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
螺栓合理布置的原则
6 补充
（1） 螺栓组结构设计，除综合考虑上述因素之外，还包括 根据连接的工作条件合理选择螺栓的防松装置。
（2） 在通用机械中，为简化设计、制造，对同一螺栓组内 的螺栓及配套件而言，不管受力的大小差异，应该选择同 样材料、规格统一的标准的螺栓，便于采购、管理和装配。
当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使 螺栓位置适当靠近连接结合面的边缘，以 减小螺栓的受力。
螺栓合理布置的原则
3 合理的间距、边距
在布置螺栓时，螺栓中心线与机体壁、螺栓之间的距离，要 依据扳手所需的活动空间大小和连接的密封性要求来决定。扳手 空间尺寸可查阅有关手册。
螺栓合理布置的原则
3 合理的间距、边距
螺栓合理布置的原则
4 同一圆周上取偶数
分布在同一圆周上的螺栓数应取为4、6、8、12等 偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。
螺栓合理布置的原则
5 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
由于制造和装配误差或设计不当，都会使螺栓承受偏心载荷。 这时，螺栓不但受拉应力作用，而且还受附加弯曲应力作用。避 免偏心载荷的方法是：尽量不采用钩头螺栓，螺母支撑面力求垂 直于螺栓轴线，采用凸台、沉头座、斜垫圈等都能达到目的。
3 最大剪力公式
联立求解上述两式，即得到受力 最大螺栓的工作剪力为：
小结
在螺栓组连接的实际应用中，螺栓组所受的外载荷往往是 几种简单受力状态的不同组合，为此应根据具体情况进行分析， 求得受力最大螺栓的工作载荷，然后再按单个螺栓连接进行强 度计算。
同学，螺栓组连接的设计就讲ห้องสมุดไป่ตู้这里，期待着和你的下次相见。