螺栓联接习题课教学提纲
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螺栓连接培训PPT课件
1. 利用附加摩擦力防松
设计：潘存云
弹簧垫圈
.
对顶螺母
设计：潘存云
尼龙圈锁紧螺母
30
2. 采用专门防松元件防松
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
串联钢丝
.
31
10.6 螺栓联接的强度计算
一 螺栓组联接的结构设计 1 联接接合面的设计
.
32
2 螺栓的数目及布置
1 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
3 3 3.5 .
16.376 18.376 20.376 22.052 25.052 27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
铰制孔螺栓
20
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
e
一、 螺纹联接的基本类型
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单，省了螺母，不宜经常 拆装，以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。
型
H2 l1 H1 H
设计：潘存云
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
11
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
.
12
二、螺纹的主要几何参数
螺纹连接习题课
200
1
2 O’ 4
200
所以：强度足够 3
O
例5如图所示为一刚性凸缘联轴器，它是利用6个螺栓联接，已知螺栓中心圆 直径D0=195mm，联轴器传递的扭矩T=2000N.m，联轴器材料HT200 试确定螺栓直径。（螺栓的性能等级为5.6级） 分析：两种情况 （1）对于受拉螺栓联接 （2）对于受剪螺栓联接 本题属于受旋转力矩T的螺栓组联接 解：（1）用受拉螺栓联接 每个螺栓所需的预紧力
π d12 [σ ]
4 ×1.3
M20查手册P35 ， d1＝17.294mm σS [σ ] = S Q235，取螺栓4.6级 σB＝400MPa， σS＝240MPa1
P87表5-10 部不控制预紧力，M16～M30， S＝4～2.5, σ S 240 取S＝3 = 80MPa [σ ] = = S 3
螺纹连接习题课
降低影响螺栓疲劳强度的应力幅措施
1. 减小螺栓刚度Cb （1） F0不变，工作载荷F不变 （2）保持F和F1不变，即F2＝F＋F1不变，F0要增加 2. 增加被联接件刚度Cm （1） F0和F不变 （2）F1和F不变，即F2＝F1＋F不变，F0上升 3. 同时减小Cb，增大Cm，并伴随F0的增大
（2）受翻转力矩M = Q ⋅ OO′ = 100 2 × 103 N .mm 在M的作用下，2、4受到加载的作用，1、3受到减载的作用。
M × 100 100 2 ×103 × 100 Fa1 = = = 354 N 则： 2 2 4 × 100 4 × 100
故2、4螺栓受到的轴向工作载荷为：
S 5 ψ = arctan = arctan = 4.95° = 4°57′ π d2 π ×18.376
（3）①举升重物时的效率
1
2 O’ 4
200
所以：强度足够 3
O
例5如图所示为一刚性凸缘联轴器，它是利用6个螺栓联接，已知螺栓中心圆 直径D0=195mm，联轴器传递的扭矩T=2000N.m，联轴器材料HT200 试确定螺栓直径。（螺栓的性能等级为5.6级） 分析：两种情况 （1）对于受拉螺栓联接 （2）对于受剪螺栓联接 本题属于受旋转力矩T的螺栓组联接 解：（1）用受拉螺栓联接 每个螺栓所需的预紧力
π d12 [σ ]
4 ×1.3
M20查手册P35 ， d1＝17.294mm σS [σ ] = S Q235，取螺栓4.6级 σB＝400MPa， σS＝240MPa1
P87表5-10 部不控制预紧力，M16～M30， S＝4～2.5, σ S 240 取S＝3 = 80MPa [σ ] = = S 3
螺纹连接习题课
降低影响螺栓疲劳强度的应力幅措施
1. 减小螺栓刚度Cb （1） F0不变，工作载荷F不变 （2）保持F和F1不变，即F2＝F＋F1不变，F0要增加 2. 增加被联接件刚度Cm （1） F0和F不变 （2）F1和F不变，即F2＝F1＋F不变，F0上升 3. 同时减小Cb，增大Cm，并伴随F0的增大
（2）受翻转力矩M = Q ⋅ OO′ = 100 2 × 103 N .mm 在M的作用下，2、4受到加载的作用，1、3受到减载的作用。
M × 100 100 2 ×103 × 100 Fa1 = = = 354 N 则： 2 2 4 × 100 4 × 100
故2、4螺栓受到的轴向工作载荷为：
S 5 ψ = arctan = arctan = 4.95° = 4°57′ π d2 π ×18.376
（3）①举升重物时的效率
机械设计螺栓连接PPT学习教案
=128
MPa
d1
1.3F0
1
5.2 40000 22.749mm 128
4
M30 的 d1=26.211mm ， 所 以 符 合 要 求 。
第13页/共26页
（2）受预紧力F0和轴向工作载荷F 的紧螺栓连接
变形受力过程：
m
无变形 → F0 →
→ +F →
b
+ Δ b
b
F0
- Δ m
m
变形协调条件：
F0 θm
θb
F Cb F Cb Cm
Δ
b m
F0
F1
(1
Cb Cb Cm
)F
F1
Cm Cb Cm
F
F1
F0
Cm Cb Cm
F
残余预紧力
—— 检 查
F1的 大小???
第17页/共26页
∆F
F F2
F1 变形
显 然 ： 螺 栓 的总拉 力F2
3. 分布。在同一圆周上的螺栓数应取偶数（4、6、8），便于分度划线。 4. 避免附加弯曲载荷：凸台、沉孔、斜垫圈等。 5. 螺栓排列应有合理间距、边距、扳手空间。 6. 合理防松方法。
第24页/共26页
第25页/共26页
第5页/共26页
4. 紧定螺钉连接
螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定 两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
第6页/共26页
螺 栓 （ 钉 、 柱）的 力学性 能等级 (GB/T3098.1-2000, 3098.2-2000)
二 、螺纹 连接件 的材料 性能等 级
性能
等级
抗拉
强度
∑ 例 ： 某 普 通 螺栓组 连接， 已知横 向静载 荷F
钢结构课件：螺栓连接计算PPT教案
b c
计算承压面
(4) 单 个 螺 栓 的 受剪 最大承 载能力
N b min
min
Nvb
,
N
b c
即 上 两 式 中 取较小 值为单 个螺栓 抗剪的 最大承 载能力 。
第9页/共86页
注意：
对 于 下 图 所 示螺栓 连接
N/3 N/3 N/3
① 受 剪 计 算 中： Nvb计算 式中的 受剪面 数nv ， 即上图 中nv =4。 ② 承压计算中： Ncb计 算 式 中 ∑t 取 a+b+c和 d+e 之 间 的最 小值。 问 题 ： 在 受 剪计算 中，对 于螺杆 的值d是 否应 当按螺 纹处的 值计算 ？ 不 需 要 。 因为 ，规范 中关于 普通螺 栓的抗 剪强度 设计值 ，是由 试验得 到的， 而在制 定规范 时，没 有区分 作用位 置。
Ani
Ni ——连接件第i截面上的轴力 Ani ——连接件第i截面的净截面面积
f ——连接板钢材抗拉强度设计值 b ——截面宽 ni ——截面上的螺栓数 d0 ——螺孔直径 t ——板厚
Ani (b nid0 )t
1
② 螺 栓 为 错 列排列 时的验 算
2 +
+ e4 +
+
N
+
+
+
+
+
+
N
+
6e +
第5页/共86页
单 个 螺 栓 的 破坏 形态 (1)螺 栓 直 径 小 ，连 接板厚 ，螺杆 剪切破 坏 (2)螺 栓 直 径 大 ，连 接板薄 ，孔壁 挤压破 坏 (3)螺 栓 孔 径 大 ，连 接板削 弱多， 连接板 受拉破 坏 (4)连 接 板 端 距 小， 冲切破 坏 (5)连 接 板 厚 ， 螺杆 长，螺 杆弯曲 破坏
《螺栓联接例题》课件
01
1. 材料缺陷：螺栓制造过程中存在材料缺 陷或热处理问题，导致其机械性能不足。
03
02
•·
04
2. 应力集中：螺栓结构上的应力集中因素 ，如尖角、缺口或划痕，可引发断裂。
3. 超载或过载：螺栓在超出设计负载的情 况下工作，疲劳累积导致断裂。
05
06
4. 腐蚀破坏：螺栓长期处于腐蚀环境中， 导致其结构受到破坏。
旋紧螺母
使用合适的螺丝刀或扳手旋紧 螺母，确保连接牢固。
பைடு நூலகம்
准备工具与材料
确保具备所需的安装工具和螺 栓、螺母等紧固件。
放置螺栓
将螺栓放置在连接件孔内，确 保位置准确。
检查紧固状态
在安装完成后，检查螺栓和螺 母的紧固状态，确保达到预定 的预紧力。
螺栓联接的拆卸步骤
准备工具
选择合适的螺丝刀或扳手，确保能够松动 螺栓和螺母。
及时处理。
防锈处理
对于长期不使用的螺栓 和螺母，应进行涂油或 防锈处理，以避免锈蚀
。
更换损坏件
如果发现螺栓或螺母有 严重磨损或损坏，应及 时更换，以确保连接的
安全性。
储存环境
存放螺栓和螺母的地方 应干燥、通风，避免潮
湿和高温环境。
04
螺栓联接的常见问题 及解决方案
螺栓松动问题
螺栓松动是常见的联接问题，可能导 致设备或结构的性能下降或失效。
螺栓联接的应用场景
01
02
03
04
汽车制造
车架、发动机、变速器等部件 的连接。
建筑行业
钢结构、桥梁、建筑物的连接 。
机械设备
齿轮箱、轴承座、压缩机等部 件的连接。
其他领域
电子设备、家用电器、玩具等 产品的部件连接。
一、螺纹连接件的材料和许用应力
导键和滑键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的联接。
如机床变速箱中的滑移齿轮。
滑键用于轴上零件在轴上移动距离较大的场合，以免使用长导键。
滑键联接
、半圆键联接键的两侧面为工作面。
用于静联接，定心性好，装配方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于轻载荷和锥形轴端。
、楔键联接和切向键联接
楔键的上、下两面是工作面。
仅适用于传动精度要求不高，载荷平稳和低速的场合。
切向键是由一对具有斜度1﹕100的楔键组成。
切向键的上下两个相互平行的窄面为工
根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：
按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）
适于停车和低速（n<10r/min）时接合
、超越离合器
滚柱式超越离合器——可实现单向超越（或接合）
按外形分：为螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧。
螺纹联接习题课1机械设计课件
'
Fmax KC
II
500 1.2525 6 1.6 3.83m m 656
； D2=D+d=24+4=28mm
因dˊ≥3.83mm<d=4mm，故取d=4mm可行，此时： D=C·d=6×4=24mm
自用盘编号JJ321002
3、根据刚度条件，计算弹簧圈数：
kF
F
Fmax F1
自用盘编号JJ321002
4、验算： 1）Ⅱ类弹簧的极限工作应力为： τ lim=0.5σ B=0.5×1640=820 N/mm2 极限工作载荷为：
Flim
d 3 lim
8DK
4 820
3
8 24 1.2525
688Flim=0.8×685.6≈548.5 N 可行。
S / S 320/ 1.35 237N / mm
由强度条件有：
2
六、设计计算
dc
自用盘编号JJ321002
4 1.3F2
4 1.3 14104 9.925mm 237
查手册P208表5—2，M12的普通粗牙螺纹有：
d1=10.106mm>dc=9.925mm，可行，其螺距p=1.75mm。
kS H Cm F FV Z f Cb C m
' 0
取ks=1.2；而：
Cb 0.3 Cb C m
' 0
Cm 0.7 则： Cb C m
自用盘编号JJ321002
1.2 8157 F 0.7 951 12901 N 4 0.2
四、在轴向力作用下的预紧力分析 左边每个螺栓所受总的轴向外拉力为：
Fmax KC
II
500 1.2525 6 1.6 3.83m m 656
； D2=D+d=24+4=28mm
因dˊ≥3.83mm<d=4mm，故取d=4mm可行，此时： D=C·d=6×4=24mm
自用盘编号JJ321002
3、根据刚度条件，计算弹簧圈数：
kF
F
Fmax F1
自用盘编号JJ321002
4、验算： 1）Ⅱ类弹簧的极限工作应力为： τ lim=0.5σ B=0.5×1640=820 N/mm2 极限工作载荷为：
Flim
d 3 lim
8DK
4 820
3
8 24 1.2525
688Flim=0.8×685.6≈548.5 N 可行。
S / S 320/ 1.35 237N / mm
由强度条件有：
2
六、设计计算
dc
自用盘编号JJ321002
4 1.3F2
4 1.3 14104 9.925mm 237
查手册P208表5—2，M12的普通粗牙螺纹有：
d1=10.106mm>dc=9.925mm，可行，其螺距p=1.75mm。
kS H Cm F FV Z f Cb C m
' 0
取ks=1.2；而：
Cb 0.3 Cb C m
' 0
Cm 0.7 则： Cb C m
自用盘编号JJ321002
1.2 8157 F 0.7 951 12901 N 4 0.2
四、在轴向力作用下的预紧力分析 左边每个螺栓所受总的轴向外拉力为：
螺栓联接习题及解答教程文件
螺栓联接习题及解答习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A. 好B. 差C. 相同D. 不一定2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。
A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。
A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。
A. 升角小，单线三角形螺纹B. 升角大，双线三角形螺纹C. 升角小，单线梯形螺纹D. 升角大，双线矩形螺纹5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。
A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。
A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。
A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。
A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。
A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低成本12 螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表 。
第3章钢结构连接(第3讲普通螺栓连接)定稿ppt课件
为了防止孔壁的承压破坏，应满足：
N N v
b c
( 3 60 )
另外，拉力和剪力共同作用下的普通螺栓连接，当 有承托承担全部剪力时，螺栓群按受拉连接计算。 承托与柱翼缘的连接角焊缝按
V
下式计算：
N w f
f
M
lh
we
f
( 3 61 )
刨平顶紧 承托(板) 连接角焊缝
m危险截面上的螺栓数； b主 板 宽 度 ； t 主 板 厚 度 。
拼接板的危险截面为2--2和
2’--2’截面:
N f An
2 2’
t1 t
b
N
c1
b1 c 3 c2 2 2’ c4
N
对于2 2截面： An b1 m d0 t1;
2 2 对于2’ 2’ 截面： An 2c4 m 1 c1 c2 m d0 t1; 式中： f 钢材强度设计值； d0 螺栓孔直径；
由式3--52得:
N N N 1 1 1 N y ； N y ； N y 3 54 ) 2 2 3 3 n n ( y y y 1 1 1
将式3--54代入式3--53得:
n N N 1 1 2 2 2 2 M y y y y ( 3 55 ) 1 2 n i y y 1 1 1i
显然，T作用下‘1’号螺 栓所受剪力最大（r1最大）。
由力的平衡条件得：
y
1 N1Tx r1
x
N1T N1Ty
T T N r N r N r ( 3 38 ) 1 T 1 2 T 2 nT n
由假定‘(2)’得
N N 3 T 1 T N 2 T N nT r r r r 1 2 3 n ( 3 39 )
螺纹连接习题课汇总
机械设计 第二章 螺纹联接
1
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
F=F∑/ z
横向力
k F 受拉 F f R
0 mz s
受剪 FS FR / z
旋转力矩
kT
受拉
F 0
f
z
s
r i
i 1
受剪
Fs max
Tr m a x
z
ri2
i 1
翻转力矩
Fm a x
M
z
rmax
ri2
受拉螺栓：FST
T T 7071(N ) ri 4r
受剪螺栓：FST
T rmax ri2
T 4r
7071(N)
相同
受载最大的螺栓：FS
F2 SR
FS2T
2FSRFST
cos135
9014(N)
二）设计计算
受拉螺栓
由预紧力F0产生的摩擦力来传递外载荷FS。
F k F
s
0
f
QV
H= Qcosθ QH
MH=HБайду номын сангаас300
V= Qsinθ QV
MV=V·400
MH H
V MV
H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N ·mm
机械设计 第二章 螺纹联接
4
（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F z k H
1
s
f
又：F F
c 2
V
1 0 c c z
1
2
F
Dp D
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
1
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
F=F∑/ z
横向力
k F 受拉 F f R
0 mz s
受剪 FS FR / z
旋转力矩
kT
受拉
F 0
f
z
s
r i
i 1
受剪
Fs max
Tr m a x
z
ri2
i 1
翻转力矩
Fm a x
M
z
rmax
ri2
受拉螺栓：FST
T T 7071(N ) ri 4r
受剪螺栓：FST
T rmax ri2
T 4r
7071(N)
相同
受载最大的螺栓：FS
F2 SR
FS2T
2FSRFST
cos135
9014(N)
二）设计计算
受拉螺栓
由预紧力F0产生的摩擦力来传递外载荷FS。
F k F
s
0
f
QV
H= Qcosθ QH
MH=HБайду номын сангаас300
V= Qsinθ QV
MV=V·400
MH H
V MV
H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N ·mm
机械设计 第二章 螺纹联接
4
（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F z k H
1
s
f
又：F F
c 2
V
1 0 c c z
1
2
F
Dp D
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
钢结构的连接螺栓教学
了抗剪螺栓受力的四个阶段,即： N (1)摩擦传力的弹性阶段(0～1段)
直线段——连接处于弹性状态；
该阶段较短
摩擦力较小。
2 1 O
N
b
4 3
δ
(2)滑移阶段(1～2段) 克服摩擦力后,板件间突然发生水平滑移,最大滑
移量为栓孔和栓杆间的距离,表现在曲线上为水平段。
(3)栓杆传力的弹性阶段(2～3段)
当15 d 0 l1 60 d 0时：
1.1 l1
150 d 0
(3 35)
当 l 1 60 d 0时：
η
0.7
1.0
故，连接所需栓数： 0.75
0.5
n
N
N
b min
0.25
(3 36 ) 0
平均值
长连接螺栓的内力分布
ECCS 我国规范
试验曲线
8.8级 M22
l1/d0
10 20 30 40 50 60 70 80
面削弱小；
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
3.螺栓排列的要求 【垂直受力方向】为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力,螺栓的边距和端距不能太小； 【顺力作用方向】为了防止板件被拉断或剪坏，端距
不能太小； <2d
【受压构件】为防止连接板件发生鼓曲,中距不能太大。
中心距太大
NCb=
d
t
f
v c
=22×18×305=120.8kN
故取Nminb=98.8kN
每侧12个螺栓承载力为12×98.8＝
1185.6kN>1181kN
② 被N 连 接板11强81 度103计算： 214.4N / mm 2
直线段——连接处于弹性状态；
该阶段较短
摩擦力较小。
2 1 O
N
b
4 3
δ
(2)滑移阶段(1～2段) 克服摩擦力后,板件间突然发生水平滑移,最大滑
移量为栓孔和栓杆间的距离,表现在曲线上为水平段。
(3)栓杆传力的弹性阶段(2～3段)
当15 d 0 l1 60 d 0时：
1.1 l1
150 d 0
(3 35)
当 l 1 60 d 0时：
η
0.7
1.0
故，连接所需栓数： 0.75
0.5
n
N
N
b min
0.25
(3 36 ) 0
平均值
长连接螺栓的内力分布
ECCS 我国规范
试验曲线
8.8级 M22
l1/d0
10 20 30 40 50 60 70 80
面削弱小；
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
3.螺栓排列的要求 【垂直受力方向】为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力,螺栓的边距和端距不能太小； 【顺力作用方向】为了防止板件被拉断或剪坏，端距
不能太小； <2d
【受压构件】为防止连接板件发生鼓曲,中距不能太大。
中心距太大
NCb=
d
t
f
v c
=22×18×305=120.8kN
故取Nminb=98.8kN
每侧12个螺栓承载力为12×98.8＝
1185.6kN>1181kN
② 被N 连 接板11强81 度103计算： 214.4N / mm 2
钢结构的连接高强螺栓PPT学习教案
2、予拉工艺——扭螺帽 （1）扭矩法
工具—能显示扭矩的搬手。
第32页/共21页
（2）转角法
先用普通扳手把连接见拧紧密，称初拧。 以初拧位置为起点，用电动或风动扳手将螺帽扭 1/2～2/3圈，达到终拧角度。螺栓的拉力即达到预 拉力。终拧角度根据螺栓直径，连接件厚度通过实测 确定。方法简单，但常常出现予拉力比设计值高。
弯矩：M=Ne=384×15=5760kNcm （2）验算强度
VP
连接手M、V、N共同作用，形心轴过“o”点， “1”点是最危险点。
① 抗拉验算
“1”点受到的拉力为：
Nt
N n
2
My1 yi2
384 16
2(2 352
5760 35 2 252 2 152
2 52 )
第198页/共21页
+ + N+
N
++ +
++ +
++ +
N
N
N′
N′
A
孔前传力分析
N (1 0.5 n1 ) N f
An
n An
第87页/共21页
高强螺栓群在扭矩作用下的计算公式与普通螺 栓同。高强螺栓的直径系列、连接中螺栓的排列及 有关构造要求与普通螺栓同。
第98页/共21页
75
• P88 例题3-13
一个螺栓承受的剪力 Nv=V/n=665/16=41.6第k2109N页＞/共2N1页vb= 34kN
(不可)
改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.906，这样： Nvb= 0.9nt(P-1.25Nt)
=0.906×0.9×1×0.45(190-1.25×48)=48kN Nv=41.6kN＜Nvb= 48kN (可)
螺栓连接设计教案
修正系数 1.1
n
N b N min
l1 0.7 150d 0
四、例题（6 分钟） 设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接。已知轴心拉力的设计值 N=325kN，钢材为 Q235A，螺栓直径 d=20mm（粗制螺栓） 。盖 板厚 6mm，连接板厚 8mm。 （1）受剪承载力设计值 例题通过提问 由学生和教师 共同设计完 成。
1.1
教学后记：本节课层次分明，连接紧凑，容易掌握受剪螺栓的设计公式，但内容 稍多，时间紧张。
3
4
课程名称
钢结构——普通螺栓连接设计 1、理解抗剪螺栓的受力性能。
学时
30 分钟
教学目标
2、掌握抗剪螺栓的破坏形式。 3、掌握抗剪螺栓连接的计算公式。
教学重点 教学难点 教学方法
抗剪螺栓的破坏形式及连接计算。 应用公式设计螺栓抗剪连接。 讲授法为主，分组讨论为辅。
教材及主要 魏明钟.钢结构.武汉理工大学出版社,2005. 参考资料 徐占发.钢结构.机械工业出版社,2008. 教 学 内 容 方法及手段
d 2 b 3.14 202 N vb nv fv 2 140 87900N 87.9 kN 4 4
（2）承压承载力设计值
Ncb dt fcb 20 8 305 48800N 48.8 kN
（3）一侧所需螺栓数 n：
n
N 325 6 .7 b N min 48 . 8
破坏形式部分 由学生分组讨 论，教师总结 得出。
N nv
b v
d 2
4
承载力设计阶
f
b v
段以讲解为 主。
b Nc d t f cb
b b b （3）单个抗剪螺栓承载力设计值： Nmin min Nv , Nc
n
N b N min
l1 0.7 150d 0
四、例题（6 分钟） 设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接。已知轴心拉力的设计值 N=325kN，钢材为 Q235A，螺栓直径 d=20mm（粗制螺栓） 。盖 板厚 6mm，连接板厚 8mm。 （1）受剪承载力设计值 例题通过提问 由学生和教师 共同设计完 成。
1.1
教学后记：本节课层次分明，连接紧凑，容易掌握受剪螺栓的设计公式，但内容 稍多，时间紧张。
3
4
课程名称
钢结构——普通螺栓连接设计 1、理解抗剪螺栓的受力性能。
学时
30 分钟
教学目标
2、掌握抗剪螺栓的破坏形式。 3、掌握抗剪螺栓连接的计算公式。
教学重点 教学难点 教学方法
抗剪螺栓的破坏形式及连接计算。 应用公式设计螺栓抗剪连接。 讲授法为主，分组讨论为辅。
教材及主要 魏明钟.钢结构.武汉理工大学出版社,2005. 参考资料 徐占发.钢结构.机械工业出版社,2008. 教 学 内 容 方法及手段
d 2 b 3.14 202 N vb nv fv 2 140 87900N 87.9 kN 4 4
（2）承压承载力设计值
Ncb dt fcb 20 8 305 48800N 48.8 kN
（3）一侧所需螺栓数 n：
n
N 325 6 .7 b N min 48 . 8
破坏形式部分 由学生分组讨 论，教师总结 得出。
N nv
b v
d 2
4
承载力设计阶
f
b v
段以讲解为 主。
b Nc d t f cb
b b b （3）单个抗剪螺栓承载力设计值： Nmin min Nv , Nc
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（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F1 f zksH
又：F1
F0
cm cb cm
V z
2、受力最大螺栓轴向载荷
F0 1z(ks
H cm V) f cbcm
取： ks =1.3
=5662.5N
f=0.13
cm 0.8 cb cm
a 、FV=V/z=2500/8=312.5N（每个螺栓受V作用相同）
——差
方案二：Fmax=
F 3
1
3L
2
2a
方案三：Fmax=
F 3
1
3L L2 a a
谁好？
由： F
1
3L
2
F
1
3L L2
3 2a 3
a a
L= 4 3 a
5
结论： 1）当L> 4 3 a 时，方案三最好。
5
2）当L< 4 3 a 时，方案二最好。
5
例5 指出下列各图中的错误。
F0
ks FS f
90140(N)
（取： Ks=1.3、f=0.13）
选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ] 。
螺栓直径：
d1
4 1.3F0
[ ]
d1
d
受剪螺栓
横向载荷由螺栓杆与被联件的挤压与剪切传递。
受载最大螺栓的横向载荷为：FS=9014（N） 选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ] 。
螺栓直径： d 0
例1、图示底板用8个螺栓与支架相连，受外力Q作用，Q作用于 包含X轴并垂直于底板接缝面，试计算此螺栓组联接。
（θ=30°）
解： （一）受力分析 Q
QH=Qcosθ
QH QV=Qsinθ
QV
H= Qcosθ QH
MH=H·300
V= Qsinθ QV
MV=V·400
MH H
V MV
H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N · mm
例2、设计图示螺纹联接：1.受拉螺栓 2.受剪螺栓
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
R=Q/2=10000 N T=R×300=3000000 N.mm
Q
FST
FSR FST
FST FSR
FSR FST FSR
ห้องสมุดไป่ตู้
R使各螺栓受到横向工作载荷FSR： FSR=R/4=2500（ N ）
T也使各螺栓受到横向工作载荷FST，方向与形心连线垂直。
比较
4 FS [ ]
查手册
受拉螺栓： 1.3F 013F S3.61F S
相同材料螺栓，
[][]
d受拉>>d受剪
例3 某承受轴向载荷的螺栓联接。已知单个螺栓所受轴向载荷
F=500N，预紧力F0=500N，螺栓的刚度cb，arctancb=30°， 被联接件的刚度cm，arctancm=45°。 1）绘制此螺栓联接的力——变形图，并确定螺栓总拉力F2。 2）若将垫片改为较软的，使arctancb=60°，其他不变，F2=？ 3）比较上述两种情况，判断哪种密闭性好？
b 、M作用，离形心越远受力越大
FMmaxM 8rrm i2 a x4(2M 02 2 01002 0)029N9 i1
c 、最大工作载荷 F ma x F V F M ma x 6.1 5 N 1 d 、螺栓总拉力 F 2 F 0 c bc b c m F m a x 5 7 8 4 .8 N (c bc b c m 0 .2 )
受拉螺栓：FST
T ri
T70(7N1) 4r
受剪螺栓：FSTTrm ri2a x 4 Tr70(7N)1
相同
受载最大的螺栓：F SF S 2R F S 2T 2 F SF R ST co 1s 3 9 50 (N ) 14
二）设计计算
受拉螺栓
由预紧力F0产生的摩擦力来传递外载荷FS。
f F0ksFS
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
F F / z
横向力
受拉
F0
ks F f iz
受剪 F F / z
旋转力矩
受拉 受剪
F0
k sT
z
f ri
i1
F m ax
T rm ax
z
ri2
i1
翻转力矩
Fmax
M rmax
z
ri2
i 1
单个螺栓 强度计算
受剪螺栓：
F
d02
3F 3
Fmax=F1=F3=
F2FL 2F 13L2 3 2a 3 2a
FL
F
3a
FL 3
3a
F
F
3
3
Fl
3a
Fmax=F2=
F 2 F 2 L 2 F Fc L 1 o 5 s F 01 3 L L 2
3 3 a 33 a
3 aa
比较：
方案一：Fmax=2FaL +
F 3
/
4
[ ]
p
F d Lmin
[p]
松联接：ca
F
d12 /
4
[]
受拉螺栓
紧联接
仅受F0：c
1.3F0
d12 / 4
[ ]
F2=F+F1
受F0和F
受静载：c
1.3F2
d12 / 4
[ ]
受变载： σa影响疲劳强度
受任意载荷螺栓组
向形心简化 ———————→
四种简单状态
迭加 ——→
受载最大螺栓 ——→按单个计算
注：此题用图解法求解。
N 1000
900
800
700
600
F
500
F2
F2
F
400
F0
300
F1
200
60°
100
30° 45°
45°
F1
变形
例4 一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好?
FL 2a
F 3
F 3
F 3
FL 2a
Fmax=F3=
FL 2a
+
F 3
F
FL
3
2a
F
FL 2a