螺纹联接的强度计算.docx

螺纹联接的强度计算 螺栓的受力形式主要是轴向受拉或横向受剪。轴向受拉时有松螺栓联接与紧螺栓联接两种情况。螺栓危险截面应是小径所 在截面。一、松螺栓联接的强度1、特点：在承受工作载荷前，螺栓不受力，在工作时则只承受轴向工作载荷F作用。此联接可能发生的失效形式为螺栓杆的拉断。 2、强度条件： 或 式中，d1为螺纹小径（mm），为松螺栓联接螺栓的许用拉应力（MP），查下表。 3、实例:如起重吊钩。 二、紧螺栓联接的强度计算 紧螺栓联接装配时已拧紧，未加载荷前已受预紧力。 只分析受横向工作载荷情况如右图： 外载荷Fs与螺栓轴线垂直。联接靠被联接件接合面间的摩擦力传递外载荷，因此螺栓只受预紧力Q0作用。工作时防止被联接件相对滑动，螺栓预紧力Q0为： 式中，S为安全系数，通常S=1.11.3；m为接合面数,f为接合面间的摩擦系数,f0.10.16。 这种联接的螺栓在预紧力Q0作用下，在其危险截面(小径)产生拉应力： 在对螺栓施加预紧力Q0时,拧紧时螺栓同进还受扭矩T,螺栓在T作用下,在其危险截面(小径)处产生扭转切应力: 对于M10M60的普通螺纹，取d1、d2、的平均值，并取 ，则 。 按第四强度理论，当量应力为 故该螺栓联接的强度条件为：或 螺纹联接按材料的力学性能分为十个等级。螺母的性能等级用螺栓力学性能等级标记的第一部分数字标记。当螺栓与螺母配套成组合件时，两者的力学性能应为同级。螺栓性能等级及材料螺栓性能等级3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9抗拉强度bmin/MPa33040042050052060080090010401220屈服点Smin/MPa1902403403004204806407209401100螺栓材料与热处理低碳钢Q21510低碳钢或中碳钢Q23515低碳钢或中碳钢Q235、2535、45中碳钢,淬火并回火35、45中碳钢,低,中合金钢,淬火并回火、合金钢40Cr、15MnVB合金钢,淬火并回火.30CrMnSi15MnVB 注: 1、螺栓的性能等级代号中，点前数字为bmin/100，点后数字为10(Smin/bmin),MPa。如“5.8表示b=500MPa，Smin=400MPa 。2、同一材料通过工世措施可制成不同等级的联接件。螺栓联接的许用力和安全系数 联接情况联接受载许用应力和安全系数普通螺栓联接松联接轴向载荷=SS,S1.21.7(未淬火钢紧力时S=1.21.5)紧联接轴向载荷横向载荷=SS控制预紧力时S=1.21.5不控制预紧力时的 SM6M16M16M30M30M60碳钢5442.52.52合金钢5.7553.43.43铰制孔用螺栓联接横向载荷=SS,被联接件为钢时pb1.25 被联接件为铸铁时pb(22.5) 螺纹的结构、预紧与防松 一、螺纹连接的结构设计 1、联接接合面的几何形状通常设计成轴对称的简单几何形状，螺纹连接布置时应使其对称中心与联接接合 面的形心重合，以使受力均匀。 2、分布在同一圆周上的螺纹联接数目应尽量取4、6、8、12、16、的偶数，以便于圆周上钻孔时分度和划线。同一螺纹联接中的螺纹联接件的材料、直径和长度均取为相同，同一产品上采用的螺纹联接件的类型和尺寸规格应越少越好。 3、当螺纹联接承受弯矩或转矩时,应使螺栓尽量远距离布置。对普通螺栓联接,当其受轴向、横向载荷联合作用时,应采用销、套筒、键等零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及结构尺寸。 4、螺纹联接的排列应有合理的间距、边距，并注意留有扳手空间，扳手螺纹联接的排 空间尺寸可查阅有关 标准。 5.在铸件或锻件未加工表面上安装螺栓时，将时螺栓受到附加弯曲应力的作用。这是螺栓强度影响较大，应 尽量避免。此时常采用凸 台、沉孔等结构。 6、保证被联结零件的位置精度 二、预紧 1、预紧力：螺纹连接在承受工作载荷前一般需拧紧，此时螺栓受到力称预紧力。 2、预紧目的：提高联接的可靠性、紧密性和防松能力;增大联接中接合面的正压力，使被联接件不产生 相对滑动。国大的于今力会导致螺枪直径过大，也会使螺枪在装配或偶然过载时拉断。 3、预紧力的控制：通过测力矩扳手和完力矩扳手控制扳手力矩大小。 三、防松 螺纹连接一般具有自锁性，此外螺母及螺栓头部的支撑面上的摩擦力也有防松作用，故拧紧后一般不会松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，以及在高