第5章 连接作业评讲

2 [ ] 松联接： d1 / 4
受拉螺栓 紧联接
1.3F 1 .3F0 仅受F0： v 2 [ ] d1 / 4
F
F2=F1+F
受 FLeabharlann Baidu0和 F
F 2 1.3F 0 受静载： v d 2 / 4 [ ] 1
受变载： σa影响疲劳强度
F=FQ/z
F 0 ≥ 受拉 F
i z f s m
ksf FR K
Fmax
M rmax
受剪 FS FR / z
受剪 Fs max
Trmax
r
i 1
z
2
i
r
i 1
z
2
i
单个螺栓 强度计算
Fs [ ] 受剪螺栓： 2 m d 0 /4
p
Fs [ p ] d h d 00 Lmin
3.分析螺栓组受几种载荷作用？哪些螺栓受力最大？ 普通螺栓 4.求最大载荷 铰制孔用螺栓 F横、T
Fmax FS FT 2FSFT cos
2 2
螺栓连接的尺寸确定
轴向 力
横向力
旋转力矩
≥ F0 0 受拉 F
K sf T k f s ri
i 1 z
翻转力矩
螺栓 组受 力分 析
R 5R 2 2 F FR FT 2.52R 3 2
2 2
两种方案中，方案二受力最大的螺栓所受的外力最小，安全可靠， 该方案较好。
5-2、起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，如图所示。已 知卷筒直径D=400mm，螺栓分布圆直径D0=500mm，接合面间的 摩擦系数f =0.12，防滑系数Ks=1.2，起重钢索拉力Q=50000N，螺 栓材料的许用拉应力[σ]=100Mpa，试求螺栓小径。
zri
1. 受横向载荷的螺栓组连接
（2）普通螺栓连接
承载原理：靠连接预紧后在接合面产生的摩擦力来抵抗横向 载荷，接合面间产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷 螺栓受力性质：预紧拉力Ｆ０ 螺栓受力方向：轴线方向 FΣ FΣ
螺栓受力大小：近似认为各螺栓所承担工作载荷是均等的 KK SF F s F 件：fF0 zi K s F 或 F0 0 fzi fzi
5 5 .2 .2 50 50 000 000 d d 28.77mm 28.77mm 11 33 .14 .14 1 1 0 0 0 0 5 5 .2 .2 F F 00
Q
强度条件类型： 受转矩作用的紧螺栓连接
(三）典型受载情况时的受力分析
1. 受横向载荷的螺栓组连接 FΣ
组对称中心的连线相垂直并与转矩方向相反。
Ks T F0 f ri 若螺栓组呈环形均布时，各螺栓至中心距离相等
KST F0 fzri
小结：螺栓组受力分析步骤
1.判别螺栓类型
普通螺栓 铰制孔用螺栓——不能受F轴、M（简单） 是——正交分解 否——将外载荷向形心简化
2.外载荷是否作用在形心
载荷作用特点：作用线与螺栓轴线垂直并通过螺栓组对称中心 （1） 铰制孔用螺栓连接
承载原理：靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷
螺栓受力性质：工作剪力
螺栓受力方向：与横向载荷方向相同
单个螺栓受力大小：近似认为各螺栓所受的工作剪力是均等的
F F /z
式中：FΣ —横向总载荷
z—螺栓数目
2. 受转矩的螺栓组连接
课后作业 5-1、如图所示的两种螺栓组联接方案，试完成：(1) 在图上画出各螺栓所受 各力的方向；(2) 当外载荷 R 及尺寸 L(L=5a)均相同时，两个方案中，受力最大 的螺栓所受的外力各为多少？哪个方案较好？
解：(1) 两种方案各螺栓所受各力的方向如图所示
(2) 两种方案中，受力最大的螺栓及其力的大小分别为 方案一：螺栓3受力最大： R RL R 5R F FR FT 2.83R 3 2a 3 2 方案二：螺栓1、3受力最大：
Ks为防滑系数，取Ks =1.1~1.3，f为摩擦系数，查表5-5，i为接合面数
2. 受转矩的螺栓组连接
（2）普通螺栓连接
承载原理：靠连接预紧后在接合面间
T
产生的摩擦力矩抵抗转矩
螺栓受力性质：预紧拉力
6
5
4 T
r
O
r r
1 1 22 3 3 螺栓受力方向：轴线方向 为阻止接合面发生相对转动，各摩擦力应与该螺栓轴线到对螺栓
D0
D
解：（1）求起重卷筒传递的扭矩： T=QD/2=50000×400/2=1×107 N.mm
（2）求预紧力 7 7 K T 1 . 2 1 0 sT Ks 1.2 10 F 50 50000 000N N F0 0 fzr 0 0. .1 12 2 8 8 25 250 0 fzr （3）求螺栓小径：
载荷作用特点：在转矩T作用下，底板有绕螺栓组形心轴线 旋转的趋势。 （1） 铰制孔用螺栓连接 承载原理：靠螺栓杆受剪切和挤压 来抵抗转矩 螺栓受力性质：工作剪力
螺栓受力方向：各螺栓所受的工作剪力和该螺栓轴线到对称
中心的连线相垂直，并与转矩方向相同
T rmax 最大工作载荷： F T max 2 ri T 若螺栓组呈环形均布时，各螺栓所受工作剪力相等 Fmax