机械设计-螺栓组受力分析计.ppt

1、螺栓组受力分析计算步骤,按照四种基本情况进行载荷分配，找出受力最大的螺栓所受到的各种载荷，将螺栓所受的相同类型的载荷分量合成求得该螺栓所受的工作载荷；,将任意外载荷（力、力矩）向螺栓组接合面的形心简化，简化后螺栓组所受的工作载荷是轴向力、横向力、转矩、倾覆力矩四种基本情况或这四种受力状态的组合；,轴向力（受拉螺栓）：,各螺栓均匀承载,横向力（受拉、受剪螺栓） ：,转矩：,受拉螺栓：,受剪螺栓：,离形心最远处螺栓受力最大,倾覆力矩（受拉螺栓）：,按照单个螺栓强度进行计算,各螺栓均匀承载,各螺栓预紧力相同，各螺栓联接处产生的摩擦力相同,离倾覆轴线最远处受拉螺栓受力最大,图示为一钢架采用两个普通螺栓

2、固定在墙上，吊架承受的静载荷P=1000N，试选定两个螺栓的直径。螺栓预紧力F0=5500N，残余预紧力为F1=2000N，螺栓许用应力 =70Mpa，螺栓的大径、小径见表，不计钢架重量。,解：每个螺栓受的轴向载荷为 F = P / 2 = 1000 / 2 = 500N,螺栓的总拉力F2 = F1 +F = 2000 + 500 = 2500N,由拉伸强度条件：,M10螺栓的小径d1=8.3767.69 选M10的螺栓。,P,某容器内装有毒气体，P=1.5N/mm2，D=300mm，容器盖周围均布10个M20的螺栓（d1=17.835mm)为防止泄漏，取残余预紧力F1=1.5F，螺栓杆的许用

3、应力 =160Mpa，试问该螺栓组的设计是否安全？,解：每个螺栓受的轴向载荷为,F1 = 1.5F = 1.510602.88 = 15904.32N,螺栓的总拉力F2 = F1 +F = 15904.32 +10602.88 = 26507.2N,螺栓的拉伸应力为：,图示为用两个普通螺栓联接固定的板材，螺栓为M10（ d1=8.376mm) )已知材料为碳钢，材料许用应力=120Mpa，摩擦系数f = 0.2，防滑系数Ks=1.2，求允许的牵引力F。,解：由拉伸强度条件：,由接合面不滑移条件：,F,图示为一凸缘式联轴器，用六个普通螺栓联接，传递的转矩为T=1500N.m，螺栓分布圆直径D=3

4、40mm，已知螺栓材料许用应力=120Mpa，摩擦系数f=0.16，防滑系数Ks=1.2，试确定螺栓直径d。,解：由接合面不滑移条件：,由拉伸强度条件：,M14螺栓的小径d1=12.70112.33 选M14的螺栓。,图示联轴器由六个沿圆周分布的M12（d0=12mm),铰制孔用螺栓联接，螺栓或孔壁的许用应力 P=200Mpa，螺杆的许用应力=120Mpa，试求该联轴器允许传递的最大扭矩为多少？,解：由挤压强度条件：,由剪切强度条件：,图示钢制扳手，用两个普通螺栓联接扳手接杆。扳紧力F=200N，螺栓许用拉伸应力=80Mpa，联接面摩擦系数f=0.15，可靠性系数Ks=1.2，试确定螺栓最小直

5、径d1,旋转力矩T=200850 = 170000N.mm,2、单个螺栓所受的工作载荷,3、根据力的叠加原理，右螺栓受力最大， 其所受横向力为：,1、将外载荷向螺栓组形心简化，,解：,横向载荷F = 200N,由接合面摩擦条件,由拉伸强度条件：,图示方形盖板用四个螺钉与箱体联接，吊环作用10KN的力，吊环因制造误差中心O与螺栓组形心O偏差,，求受力最大的螺栓所受的工作拉力。,解：将外载荷向螺栓组形心简化，,轴向载荷为F =10KN,倾覆力矩M=FL=,在F作用下，单个螺栓所受的工作载荷为：,根据力的叠加原理， 受力最大螺栓所受轴向力为：,解：由接合面的摩擦条件得：,每个螺栓受的轴向载荷为：,解

6、：由接合面的摩擦条件得：,每个螺栓受的轴向载荷为：,螺栓的螺栓的总拉力 F2 = F1 +F = 10000 +4000 = 14000N,螺栓材料的许用拉应力为：,由螺栓拉伸强度条件：,悬挂的板材用两个普通螺栓与顶板联接。如果每个螺栓与被联接件刚度相等， 即C1 = C2，每个螺栓的预紧力为1000N，当轴承受载时要求轴承座与顶板接合面 间不出现间隙，则轴承上能承受的极限垂直径向载荷R是多少？。,解：每个螺栓所受得径向载荷F = R / Z = R / 2,由接触面不出现间隙条件： F1 = F0 FCm /（Cb+Cm）0,1000 Cm /2CmR/2 0 得R4000 N,R,某钢架用螺栓组固定在水平钢架上，螺栓组有四个普通螺栓组成，它们的尺寸均相同，试问：吊架承受垂直拉力F时，受力最大的螺栓