联接螺栓强度计算方法

联接螺栓的强度计算方法

连接螺栓的选用及预紧力： 已知条件：

螺栓的s ＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、拧紧力矩：

为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。

其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：T=T1+T2=K**d 拧紧扳手力矩T=49N.m

其中K 为拧紧力矩系数，为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 其中K 为拧紧力矩系数，为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态

K 值 有润滑

无润滑 精加工表面 0.1 0.12 一般工表面 0.13-0.15 0.18-0.21 表面氧化 0.2 0.24 镀锌 0.18 0.22 粗加工表面

-

0.26-0.3

取K ＝0.28，则预紧力＝T/0.28*10*10-3

＝17500N

0F 0F 0F 0F

承受预紧力螺栓的强度计算： 螺栓公称应力截面面积As （mm ）=58mm 2

外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm 计算直径d3＝8.16mm

螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm

紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。 螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。

=17500N/58*10-6m 2=302MPa

剪切应力：

=0.5=151MPa

根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:

=1.3*302=392.6MPa

强度条件：

=392.6730*0.8=584

01s

F A σ=

1

σ≤()

2031

tan 2

16

v T

d F T W d

ϕρτπ

+=

= 1.31

ca σσ≈[]

21

1.34

F ca d

σσπ

=

≤

预紧力的确定原则：

拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。 倾覆力矩

倾覆力矩M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F 0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M 平衡。

已知条件：电机及支架总重W1=190Kg ，叶轮组总重W2=36Kg ，假定机壳固定，电机及支架、叶轮组重心到机壳左侧结合面L=194mm. 考虑冲击载荷，倾翻力矩M 为：

M=W1*(1+6.7)*0.22-W2*(1+6.7)*0.118=190*7.7*0.22-36*7.7*0.118=319.64N.m L1=0.258m L2=0.238m L3=0.166 L4=0.099m

螺栓最大工作载荷：

=167.26N 式中：

M ……螺栓组承受的总倾覆力矩（N.m ） i ……每行螺栓数量

L ……螺栓到接合面对称轴到距离(m)； z ……螺栓数量；

承受预紧力和工作载荷联合作用螺栓的强度计算： 螺栓的最大拉力F=

＝17500＋0.3*167.26＝17550N 螺栓的最大拉伸应力σ2(MPa)。

=17550N/58*10-6m 2=302.58MPa

s σ1

222211223344

2222ML Fa i L i L i L i L =

+++2222

319.64x0.258

2x1x0.2582x2x0.2382x2x0.1662x2x0.099Fa =

+++0

F (1/12)c c c Fa

++2s

F

A σ=

剪切应力：

=0.5=151.29MPa

根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:

=1.3*302.58=393.35MPa 强度条件：

=393.35730*0.8=584MPa

预紧力的确定原则：

拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。

6.只考虑预紧力作用，螺纹牙根部的强度计算: 1）.螺纹牙根部的剪切强度计算:

＝17500N

σb —抗拉强度700Mpa d3＝8.16mm b=1.12mm

=76Mpa =438Mpa

2

σ≤s σ0

F []730*0.6τ≤＝()

231

tan 2

16

v T

d F T W d

ϕρτπ

+=

= 1.32ca σσ≈[]

2

11.34

F

ca d σσπ

=

≤017500

3.14*3** 3.14*8.16*1.12*8

F d b Z τ=

=

2）螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.12

2

=3*17500/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204Mpa b=700Mpa 7.考虑预紧力和工作载荷联合作用，螺纹牙根部的强度计算: 1）.螺纹牙根部的剪切强度计算: 螺栓的最大拉力F=

＝17500＋0.3*167.26＝17550N

d3＝8.16mm b=1.12mm

=76.44Mpa =438Mpa

2）螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.12

2

=3*17550/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204.76Mpa b=700Mpa 结论：后盖板与机壳联接螺栓强度满足要求。 进风箱柜与机壳连接螺栓的选用及预紧力： 1.已知条件：

螺栓的s ＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、螺纹连接的拧紧力矩：

为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。

其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。

0F []σ≤0F (1/12)c c c Fa

++[]730*0.6τ≤＝F []σ≤17550

3.14*3** 3.14*8.16*1.12*8

F d b Z τ=

=