3螺栓多媒体2

二 螺栓组的受力分析绝大多数情况下 螺栓都是成组使用的 在这一组中 螺栓规格完全一致 进行螺栓组受力分析的目的是 求出受力最大的螺栓及其所受的力 下面针对几种典型的受载情况 分别加以讨论 1 受轴向载荷的螺栓组联接 图1为一受轴向总载荷F 的汽缸盖螺栓组联接 F 的作用线与螺栓轴线平行 根据螺栓的静力平衡及变形协调条件 每个螺栓所受的轴向工作载荷为 Z 螺栓个数 2 受横向载荷的螺栓组联接 上图所示为一由螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接 横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直 当采用普通螺栓联接时 靠联接预紧后在结合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷 对于普通螺栓联接 应保证联接预紧后 结合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷 假设各螺栓所需要的预紧力均为Fp 螺栓数目为z 则其平衡条件为 靠摩擦力与外载荷平衡 a 松配紧联接 普通螺栓 目的 求预紧力FP kf 防滑系数 1 1 1 3 m 结合面数 F F FP FP B 紧配松联接 铰制孔螺栓联接 当采用紧配螺栓联接时 靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷 因此 每个螺栓所受的横向工作剪力为 z 螺栓数目 F F 3 受转矩的的螺栓组联接 A 松配紧联结 普通螺栓 当采用普通螺栓时 靠联接预紧后在结合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T 根据作用在底板上的力矩平衡的条件得 由上式可得各螺栓所需的预紧力为 式中 f 结合面的摩擦系数 ri 第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离 z 螺栓数目 kf 防滑系数 同前 b 紧配松联接 铰制孔螺栓联接 当采用紧配螺栓时 在转矩T的作用下 各螺栓受到剪切和挤压作用 则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓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 螺栓的剪切变形量越大 其所受的工作剪力也越大 如图所示 用ri rmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离 Fi Fmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的工作剪力 则得 上式可变形为 根据作用在底板上的力矩平衡的条件得 把代入 联解以上两式 可求得受力最大的螺栓的工作剪力为 4 受倾覆力矩M 在M的作用下 轴线左边的螺栓将受到工作拉力F 而轴线右边的螺栓的预紧力将减小 根据地板的静力平衡条件有 根据螺栓的变形协调条件得知 各螺栓的工作拉力也与这个距离成正比 于是有 各螺栓的工作拉力即可通过联立以上两式求出 在图中左边距底板翻转轴线最远的螺栓1和10的工作拉力最大 为 一般来说 其他型式的螺栓受力也可这样分析 其中有些还是上述四种的特例或组合 总结螺栓组单个螺栓轴向 轴向力 松配 轴向力p 紧配 横向力 假定每个螺栓所受力相同 松配 轴向力Qp 紧配 横向力 单个螺栓所受力是不等的 rmax 轴向力 横向力 横向 转矩 对于单个螺栓来讲只受两个方向的载荷 倾覆力矩 轴向力 rmax 翻转半径最大的地方 例题1平行 均匀分布 解 例题2某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上 螺栓组由四个普通螺栓组成 解 找中心线 向中心简化 向联接中心平移 有两种基本外载荷 轴向力和倾覆力矩 在倾覆力矩作用下 一边受拉 另一边受力减小 力臂最大处 载荷最大 例题3螺栓组联接的的三种方案如图示 试问哪个方案较好 哪种螺栓布局更合理 解 外载荷都往螺栓组几何中心平移 以合力最大的作为计算依据 1 第一种方案 2 第二种方案 3 第三种方案 比较