第16章螺纹联接.

1、第三篇第三篇 联接零件和轴系零部件设计联接零件和轴系零部件设计 第十三章第十三章 螺纹联接螺纹联接本章主要内容本章主要内容螺纹联接的基本类型和标准联接件螺纹联接的基本类型和标准联接件螺栓联接的预紧与防松螺栓联接的预紧与防松螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施本章基本要求本章基本要求 1、掌握螺蚊联接的基本知识。应了解螺纹联接的类型、掌握螺蚊联接的基本知识。应了解螺纹联接的类型、特性、标准、结构、应用场合，预紧和防松的方法，以便特性、标准、结构、应用场合，预紧和防松的方法，以便能够正确地选用。能够正确地选用。 2、掌握螺

2、栓联接强度计算的理论与方法，能进行受力、掌握螺栓联接强度计算的理论与方法，能进行受力分析和强度计算。分析和强度计算。 3、掌握螺栓组联接的结构设计、受力分析，能够较合、掌握螺栓组联接的结构设计、受力分析，能够较合理地设计出可靠的螺栓组联接。理地设计出可靠的螺栓组联接。 4、掌握提高螺纹联接强度的各种措施。、掌握提高螺纹联接强度的各种措施。本章重点与本章重点与难点难点 本章重点是螺栓组联接的设计本章重点是螺栓组联接的设计 （1 1） 首先要进行正确结构设计，解决螺栓组的布置问题首先要进行正确结构设计，解决螺栓组的布置问题 。 （2 2） 然后通过螺栓组的受力分析然后通过螺栓组的受力分析, ,找出

3、受力最大的螺栓，并找出受力最大的螺栓，并求出其所受的力；求出其所受的力； （3 3）再进行单个螺栓联接的强度计算；或按照强度计算公式）再进行单个螺栓联接的强度计算；或按照强度计算公式来设计受力最大的螺栓直径，其余螺栓按此选用。来设计受力最大的螺栓直径，其余螺栓按此选用。 复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析、强度计算。复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析、强度计算。本章重点本章重点本章难点本章难点第一节第一节 螺纹联接的基本类型和标准联接螺纹联接的基本类型和标准联接件件一、螺纹联接的基本类型一、螺纹联接的基本类型 （一）螺栓联接（一）螺栓联接 如图示如图示, 螺栓联接用于联接两个便于加工通孔的较薄

4、零件。螺栓联接用于联接两个便于加工通孔的较薄零件。孔与螺栓不配合，加工精度要求低，结构简单，拆装方便，损坏孔与螺栓不配合，加工精度要求低，结构简单，拆装方便，损坏后容易更换。后容易更换。a) 普通螺栓联接普通螺栓联接b) b) 铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接图图 13 1 螺栓联接螺栓联接（二）螺钉联接（二）螺钉联接 两被联接件中，若其中一个被联两被联接件中，若其中一个被联接件较厚不便钻通孔，可采用螺钉联接件较厚不便钻通孔，可采用螺钉联接。在较薄的零件上加工通孔，在较接。在较薄的零件上加工通孔，在较厚的零件上首先加工盲孔，然后在盲厚的零件上首先加工盲孔，然后在盲孔上攻丝。孔上攻丝。 直接在不

5、能制出通孔的联接件上直接在不能制出通孔的联接件上加工螺纹孔代替螺母，将螺钉拧入被加工螺纹孔代替螺母，将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内实现联接称为联接件之一的螺纹孔内实现联接称为螺钉联接。如图螺钉联接。如图 13 2a所示。所示。图图 13 2a 螺钉联接螺钉联接第一节第一节 螺纹联接的基本类型和标准联接螺纹联接的基本类型和标准联接件件（三）双头螺柱联接（三）双头螺柱联接 当螺钉联接需要经常拆卸或螺钉无当螺钉联接需要经常拆卸或螺钉无法安装时，可以采用双头螺柱联接。将法安装时，可以采用双头螺柱联接。将双头螺柱的双头螺柱的一端旋入一端旋入并紧定在并紧定在被联接件被联接件的螺孔中，另一端穿过另一被联接

6、件的的螺孔中，另一端穿过另一被联接件的孔并拧入螺母实现联接。如孔并拧入螺母实现联接。如图图 13 2b 所示。所示。图图 13 2b 双头螺栓联接双头螺栓联接第一节第一节 螺纹联接的基本类型和标准联接螺纹联接的基本类型和标准联接件件（四）紧定螺钉联接（四）紧定螺钉联接 紧定螺钉联接如图紧定螺钉联接如图 13 3所示，用来固定两零件间的相互位置，用所示，用来固定两零件间的相互位置，用于传递不大的力及力矩。多用于轴和轴上零件的联接。于传递不大的力及力矩。多用于轴和轴上零件的联接。图图 13 3 紧定螺钉联接紧定螺钉联接第一节第一节 螺纹联接的基本类型和标准联接螺纹联接的基本类型和标准联接件件二、标

7、准螺纹联接件二、标准螺纹联接件( GB/T3103.1( GB/T3103.12002 )2002 )机械制造中常见的螺纹联接件有：螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。机械制造中常见的螺纹联接件有：螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。螺纹联接件分为三个精度等级螺纹联接件分为三个精度等级（根据国标（根据国标GB/T3103.12002 ）：）： A A级用于重要零件的联接；级用于重要零件的联接； B B级用于受载大经常装拆或受变载的联接。级用于受载大经常装拆或受变载的联接。 C C级用于一般联接。级用于一般联接。第一节第一节 螺纹联接的基本类型和标准联接螺纹联接的基本类型和标准联接件件第二节第二节

8、螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松一、螺纹联接的预紧一、螺纹联接的预紧预紧力预紧力F0与拧紧力矩与拧紧力矩T : : 为保证工作所需的预紧力，又不使螺纹联接件过载损坏，对重要的为保证工作所需的预紧力，又不使螺纹联接件过载损坏，对重要的联接，装配时应控制预紧力联接，装配时应控制预紧力F F0 0 。预紧力的大小是通过拧紧力矩。预紧力的大小是通过拧紧力矩T T 来控制来控制的。的。 M10M64的普通粗牙螺纹的拧紧力矩为：的普通粗牙螺纹的拧紧力矩为：dF.T020 预紧目的：预紧目的： 增加可靠性和紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对位移。增加可靠性和紧密性，防止受载后被联接件间出

9、现缝隙或发生相对位移。控制预紧力的方法：控制预紧力的方法： 1.1.借助测力矩板手、定力矩板手，控制拧紧力矩。借助测力矩板手、定力矩板手，控制拧紧力矩。 2.2.重要联接，控制螺栓伸长量。重要联接，控制螺栓伸长量。图图 13 4 控制拧紧力矩的扳手控制拧紧力矩的扳手a) 测力矩板手测力矩板手 b) 定力矩板手定力矩板手二、螺纹联接的防松二、螺纹联接的防松 （一）摩擦防松（一）摩擦防松防松的关键是防止螺旋副在受载时发生相对转动。防松的关键是防止螺旋副在受载时发生相对转动。 （1）对顶螺母防松；）对顶螺母防松； （2）弹簧垫圈防松；）弹簧垫圈防松； （3）自锁螺母）自锁螺母防松防松第二节第二节 螺

10、纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 a）对顶螺母）对顶螺母 b）弹簧垫圈）弹簧垫圈 c）金属锁紧螺母）金属锁紧螺母 d）尼龙圈锁紧螺母）尼龙圈锁紧螺母图图 13 5 常用的摩擦放松形式常用的摩擦放松形式（二）机械防松（二）机械防松 利用各种止动零件，阻止利用各种止动零件，阻止拧紧的螺纹零件相对转动。机拧紧的螺纹零件相对转动。机械防松比较可靠，应用广泛械防松比较可靠，应用广泛, ,常用的如图示常用的如图示. .对不拆的联接，可用破坏螺纹副、粘接的方法防松。对不拆的联接，可用破坏螺纹副、粘接的方法防松。a）槽形螺母和开口销）槽形螺母和开口销 b）圆螺母和带翅垫圈）圆螺母和带翅垫圈 c）止动垫片

11、防松）止动垫片防松图图 13 6 常用的机械防松形式常用的机械防松形式d）串联钢丝）串联钢丝第二节第二节 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算一、螺纹联接的失效形式和计算准则一、螺纹联接的失效形式和计算准则保证螺栓的挤压强度保证螺栓的挤压强度和剪切强度和剪切强度受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓螺栓杆和螺纹部分螺栓杆和螺纹部分塑性变形或断裂塑性变形或断裂螺栓杆和孔壁间螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断压溃或螺栓杆被剪断受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓保证螺栓的静力保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。或疲劳拉伸强度。二、螺纹联接件的材料及许用应力二、螺

12、纹联接件的材料及许用应力（一）螺纹联接件的常用材料（一）螺纹联接件的常用材料常用材料：常用材料： Q215Q215、 Q235Q235、2525、4545号钢号钢对承受冲击、振动或变载荷可采用：对承受冲击、振动或变载荷可采用： 15Cr15Cr、20Cr20Cr、40Cr40Cr、15MnVB15MnVB、30CrMnSi30CrMnSi等合金钢等合金钢对特殊用途可采用：对特殊用途可采用： 特种钢或铜合金、铝合金等特种钢或铜合金、铝合金等常用材料的力学性能：常用材料的力学性能： 见表见表13131 1螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分十级；螺母性能等级分七级。螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分十级；螺母性

13、能等级分七级。 见表见表13132 2（二）螺纹联接件的许用应力（二）螺纹联接件的许用应力见表见表13133 3、13136 6第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算二、螺纹联接件的材料及许用应力二、螺纹联接件的材料及许用应力（一）螺纹联接件的常用材料（一）螺纹联接件的常用材料常用材料：常用材料： Q215Q215、 Q235Q235、2525、4545号钢号钢对承受冲击、振动或变载荷可采用：对承受冲击、振动或变载荷可采用： 15Cr15Cr、20Cr20Cr、40Cr40Cr、15MnVB15MnVB、30CrMnSi30CrMnSi等合金钢等合金钢对特殊用途可采用：对特殊用途可

14、采用： 特种钢或铜合金、铝合金等特种钢或铜合金、铝合金等常用材料的力学性能：常用材料的力学性能： 见表见表13131 1螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分十级；螺母性能等级分七级。螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分十级；螺母性能等级分七级。 见表见表13132 2（二）螺纹联接件的许用应力（二）螺纹联接件的许用应力见表见表13133 3、13136 6第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算 在拧紧螺母时，螺栓受在拧紧螺母时，螺栓受F F0 0 和和T T1 1 所产生的拉伸与扭转的复合应力作用。所产生的拉伸与扭转的复合应力作用。三、普通螺栓联接的强度计算三、普通螺栓联接的强度计算（确定螺纹小径

15、）（确定螺纹小径）1. 1. 只承受预紧力只承受预紧力 的紧螺栓联接的强度计算的紧螺栓联接的强度计算 013.14Fd危险截面拉伸强度条件：危险截面拉伸强度条件： 4/3 . 13 . 1210dFca0F图图 13 7 受横向工作载荷的普通紧螺栓联接受横向工作载荷的普通紧螺栓联接第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算减载零件承受横向工作载荷减载零件承受横向工作载荷 靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接要求保持较大的预紧力靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接要求保持较大的预紧力, ,使结使结构尺寸增大。在振动、冲击和变载荷下，有可能出现松脱。构尺寸增大。在振动、冲击和变载荷下，有可能出现松

16、脱。 为此，采用减载零件承担横向工作载荷，螺栓仅起联接作用。为此，采用减载零件承担横向工作载荷，螺栓仅起联接作用。a）用减载销）用减载销 b）用减载套筒）用减载套筒 c）用减载键）用减载键图图 13 8 承受横向载荷的减速装置承受横向载荷的减速装置第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算受工作载荷时：受工作载荷时：螺栓：受螺栓：受 拉伸，拉伸，伸长增量伸长增量被联接件：被联接件：受受 压缩压缩 压缩增量压缩增量 1F22F1FFF21 故：螺栓所受总拉力21F0F受轴向工作载荷受轴向工作载荷F F 后，总拉力后，总拉力F1? 螺母未拧紧时螺母未拧紧时 螺母拧紧时螺母拧紧时 受工作载荷

17、时受工作载荷时图图 13 9 单个螺栓联接的受力单个螺栓联接的受力 变形图变形图第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算螺母拧紧时：螺母拧紧时：螺栓：受螺栓：受 拉伸，拉伸， 伸长量伸长量被联接件：受被联接件：受 压缩压缩 压缩量压缩量 20F10F残余预紧力残余预紧力FCCCFFFFFCCCFFFCCCFF2110212120221220螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度见表见表137由图所示的几何关系，可得：由图所示的几何关系，可得：图图 13 10 单个螺栓联接的力单个螺栓联接的力 变形线图变形线图单个螺栓联接的力变形线图单个螺栓联接的力变形线图第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联

18、接的强度计算 为降低螺栓的受力，提高螺栓联接的承载能力，应使螺栓的为降低螺栓的受力，提高螺栓联接的承载能力，应使螺栓的相对刚度相对刚度 值尽量小些，取较硬的垫片。值尽量小些，取较硬的垫片。螺栓的相对刚度通过计算或实验确定：见表螺栓的相对刚度通过计算或实验确定：见表13137 7金属垫片金属垫片0.20.20.30.3； 皮革垫片皮革垫片0.70.7；铜皮石棉垫片铜皮石棉垫片0.80.8； 橡胶垫片橡胶垫片0.90.9。211CCC螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度FF)6 . 02 . 0(2对一般联接，工作载荷稳定时，可取对一般联接，工作载荷稳定时，可取对于地脚螺栓联接，可取对于地脚螺栓联接，可取

19、FF 2对外载荷有变化时，可取对外载荷有变化时，可取FF)0 . 16 . 0(202F为保证联接的刚性或紧密性，残余预紧力应为保证联接的刚性或紧密性，残余预紧力应对于有紧密性要求的联接，可取对于有紧密性要求的联接，可取FF)8 . 15 . 1 (2第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算（1 1） 受轴向静载荷作用时的强度计算受轴向静载荷作用时的强度计算 2113.14dF 113 . 14Fd1 1）求出螺栓工作载荷）求出螺栓工作载荷F F2 2）按联接要求选择预紧力）按联接要求选择预紧力F F2 2（或由（或由F F0 0求出求出F F2 2）3 3）计算总拉力）计算总拉力F

20、 F1 1 F F2 2 F F4 4）计算螺栓强度：）计算螺栓强度：根据联接的受载情况：根据联接的受载情况： 考虑联接在外载荷作用下可能进行补充拧紧，以及考虑螺纹力矩考虑联接在外载荷作用下可能进行补充拧紧，以及考虑螺纹力矩产生的扭转切应力的影响，则产生的扭转切应力的影响，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为螺栓危险截面的拉伸强度条件为第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算（2)2) 受轴向变载荷作用时的强度计算受轴向变载荷作用时的强度计算211121212112/24aaCdCFFCCCCd 113 . 14Fda单位为单位为MPaMPa，由表，由表13133 3公式计算公式计算1）按

21、静强度计算初定）按静强度计算初定d1 图图 13 11 受轴向变载荷螺栓中拉力的变化受轴向变载荷螺栓中拉力的变化2）校核疲劳强度：）校核疲劳强度：第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算四四. .铰制孔用螺栓联接的强度计铰制孔用螺栓联接的强度计算算 联接所受预紧力很小，设计强度计算时可不考虑预紧力和螺纹面间联接所受预紧力很小，设计强度计算时可不考虑预紧力和螺纹面间摩擦力矩的影响。摩擦力矩的影响。 螺栓材料的许用切应力、螺栓或孔壁材料的螺栓材料的许用切应力、螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，单位均为许用挤压应力，单位均为MPaMPa 。见表。见表13136 6。螺栓杆的抗剪切强度条件：螺栓

22、杆的抗剪切强度条件： mdF204螺栓杆与孔壁的抗压强度条件：螺栓杆与孔壁的抗压强度条件：pphdF0图图 13 12 受横向工作载荷的铰制孔受横向工作载荷的铰制孔用螺栓联接用螺栓联接失效形式：失效形式：接触面压溃及螺栓剪切。接触面压溃及螺栓剪切。第三节第三节 螺拴联接的强度计算螺拴联接的强度计算结构设计结构设计受力分析受力分析按联接用途和被联接件结构，按联接用途和被联接件结构，选定螺栓的数目和布置形式选定螺栓的数目和布置形式按联接结构和受载情况按联接结构和受载情况找出受力最大的螺栓找出受力最大的螺栓求出其所受力求出其所受力强度计算强度计算计算受力最大的螺栓的计算受力最大的螺栓的强度。强度。一

23、、螺栓组联接的结构设计一、螺栓组联接的结构设计1 1）联接接合面几何形状与机器机构相适）联接接合面几何形状与机器机构相适应，设计成轴对称的简单几何形状；应，设计成轴对称的简单几何形状；2 2）螺栓布置应使各螺栓的受力合理；）螺栓布置应使各螺栓的受力合理；3 3）分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶）分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶数数, ,同组螺栓的直径、长度、材料应相同；同组螺栓的直径、长度、材料应相同；4 4）螺栓的排列应有合理的间距、边距）螺栓的排列应有合理的间距、边距 一般情况一般情况 t t0 0 = =（5 58 8）d d 对接合面无要求对接合面无要求 t t0 0 =10 =10

24、要求较高的重要联接见表要求较高的重要联接见表13138 8；图图 13 13 螺栓联接常见布置方式螺栓联接常见布置方式图图 13 14 凸台与沉头座凸台与沉头座a）凸台）凸台 b）沉头座）沉头座5）螺栓与螺母的支撑面应平整，与螺栓轴）螺栓与螺母的支撑面应平整，与螺栓轴线垂直线垂直;6）螺栓联接中，设计有可靠的防松装置。）螺栓联接中，设计有可靠的防松装置。二、螺栓组联接的受力分析二、螺栓组联接的受力分析（一）受轴向载荷（一）受轴向载荷F FQ Q 的螺栓组联接的螺栓组联接每个螺栓所受轴向工作载荷每个螺栓所受轴向工作载荷 F F 相等：相等： zz螺栓数目螺栓数目ZFFQ为简化计算，螺栓组受力分析

25、假设：为简化计算，螺栓组受力分析假设：1 1、各螺栓的材料、直径、长度和预、各螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；紧力均相同；2 2、被联接件为刚体，受载后联接接、被联接件为刚体，受载后联接接合面保持为平面；合面保持为平面；3 3、螺栓的变形在弹性范围内。、螺栓的变形在弹性范围内。（二）受横向载荷（二）受横向载荷 的螺栓组联接的螺栓组联接 (1)(1)采用普通螺栓联接采用普通螺栓联接- - 结合面的摩擦因数结合面的摩擦因数, ,见表见表13139 9； 接合面对数接合面对数可靠性系数取可靠性系数取1.11.11.31.3fFKm联接的静力平衡条件：联接的静力平衡条件：RfFKfzmF0预紧力

26、：预紧力：fzmFKFRf0 如图示，靠螺母拧紧后如图示，靠螺母拧紧后在联接接合面间产生的摩擦力在联接接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷。来抵抗横向载荷。RF图图 13 7以被联接件接合面不滑移为计算准则以被联接件接合面不滑移为计算准则（2 2）采用铰制孔螺栓联接）采用铰制孔螺栓联接ZFF每个螺栓所受的横向工作剪力：每个螺栓所受的横向工作剪力：二、螺栓组联接的受力分析二、螺栓组联接的受力分析（二）受横向载荷（二）受横向载荷 的螺栓组联接的螺栓组联接RF螺栓联接拧紧力矩不大，在强度计算中不考虑预紧力和摩擦力。螺栓联接拧紧力矩不大，在强度计算中不考虑预紧力和摩擦力。计算时近似认为各螺栓所承担的工作

27、载荷相等。计算时近似认为各螺栓所承担的工作载荷相等。 如图示，靠螺栓杆受剪切和螺栓如图示，靠螺栓杆受剪切和螺栓杆与孔壁间受挤压来传递横向载荷。杆与孔壁间受挤压来传递横向载荷。( (三三) )受扭转力矩受扭转力矩T T 的螺栓组联接的螺栓组联接（1 1）采用普通螺栓联接）采用普通螺栓联接式中：式中： 螺栓的轴线到螺栓组对称中心螺栓的轴线到螺栓组对称中心O O的距离，单位为的距离，单位为。zrrr.,21TKrfFrfFrfFfz02010)(210zfrrrfTKF根据底板上各力矩平衡条件得根据底板上各力矩平衡条件得或所需预紧力：或所需预紧力： 图图 13 16 受扭转力矩的螺栓组联接受扭转力矩

28、的螺栓组联接用普通螺栓联接用普通螺栓联接 用铰制孔用螺栓联接用铰制孔用螺栓联接（2 2）采用铰制孔用螺栓联接）采用铰制孔用螺栓联接根据底板上各力矩平衡条件得根据底板上各力矩平衡条件得TrFrFrFzz2211maxmax2211.rFrFrFrFzz根据螺栓变形协调条件根据螺栓变形协调条件受力最大螺栓所受的工作剪力受力最大螺栓所受的工作剪力ziirTrF12maxmax 在实际工作中，螺栓组联接所受的工作载荷常常是若干种简单受力在实际工作中，螺栓组联接所受的工作载荷常常是若干种简单受力状态的不同组合。在螺栓组联接中不论受力状态如何复杂，都可以简化状态的不同组合。在螺栓组联接中不论受力状态如何复

29、杂，都可以简化成几种简单受力状态，再按理的叠加原理求出螺栓的受力。成几种简单受力状态，再按理的叠加原理求出螺栓的受力。例例例例 一厚度一厚度=12mm的钢板，用的钢板，用4个螺栓固联在厚度为个螺栓固联在厚度为 的铸铁支架的铸铁支架上，螺栓的布置有上，螺栓的布置有a.b两种方案，如图两种方案，如图13-17所示。已知：螺栓材料为所示。已知：螺栓材料为Q235，=95MPa，=96MPa,钢板钢板p=320MPa,铸铁铸铁p1=180MPa，接合，接合面间的摩擦因数面间的摩擦因数f = 0.15 , 可靠性系数可靠性系数 K f = 1.2 ,载荷载荷F = 12000N，尺寸，尺寸 l =400

30、mm,a=100mm（）试比较哪种螺栓布置方案合理？（）试比较哪种螺栓布置方案合理？（）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓联接和铰制孔用（）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接时的螺栓直径螺栓联接时的螺栓直径130mm图图 1317 托架螺栓组联接托架螺栓组联接 112000300044FFmmN（）将载荷简化（）将载荷简化将载荷将载荷F F向螺栓组联接接合面形心向螺栓组联接接合面形心O O简化，得一横向载简化，得一横向载荷荷F F=12000N=12000N和一旋转力矩和一旋转力矩 如图示。如图示。6120004004.8 10TF lNmmN mm例1图

31、图 13 18 托架螺栓组联接（一）托架螺栓组联接（一）（）确定各个螺栓所受的横向载荷（）确定各个螺栓所受的横向载荷在横向载荷在横向载荷F的作用下，的作用下，各个螺栓所受的横向载荷各个螺栓所受的横向载荷F1大小相同，与大小相同，与F同向。同向。解：解：螺栓组联接受力分析螺栓组联接受力分析由图由图a可知，螺栓和所受两力的夹角可知，螺栓和所受两力的夹角最小，故螺栓和所受的横向载荷最大。最小，故螺栓和所受的横向载荷最大。2222100100141.4araammmm624.8 10848744 141.4aaTFNNr例2 在扭转力矩在扭转力矩 T的作用下，由于各个螺栓中心至形心的作用下，由于各个螺

32、栓中心至形心O点距离相等，所以各个点距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷螺栓所受的横向载荷 大小也相同，但方向各垂直与螺栓中心与形心大小也相同，但方向各垂直与螺栓中心与形心O的连线的连线如图示。如图示。2F图图 13 19 托架螺栓组联接（二）托架螺栓组联接（二）对于方案对于方案a，各个螺栓中心至形心，各个螺栓中心至形心O点的距离为点的距离为所以所以（）两种方案比较在螺栓布置方案（）两种方案比较在螺栓布置方案a中，受力最大的螺栓和受力最大的螺栓中，受力最大的螺栓和受力最大的螺栓的总横向载荷的总横向载荷 ；而在螺栓布置方案；而在螺栓布置方案b 中，受力最大的螺栓所受的中，受力最大的螺栓所受的总横

33、向载荷总横向载荷 。可以看出。可以看出 ，因此方案，因此方案a比较合理。比较合理。max10820aFNmax15000bFNmaxmaxabFF2222max12122cos300084872 3000 8487 cos4510820aaaFFFFFN 例3即即 所以所以由图由图b b可知，螺栓所受的横向载荷最大，即可知，螺栓所受的横向载荷最大，即100bramm624.8101200044100bbTFNNrmax12(3000 12000)15000bbFFFNN对于方案对于方案b，各个螺栓中心至形心，各个螺栓中心至形心O点的距离为点的距离为例4按螺栓布置方案按螺栓布置方案a a确定螺栓

34、直径确定螺栓直径（）采用铰制孔用螺栓联接（）采用铰制孔用螺栓联接）因为采用铰制孔用螺栓联接是靠螺栓光杆手剪切力和配合面受挤压来传递横）因为采用铰制孔用螺栓联接是靠螺栓光杆手剪切力和配合面受挤压来传递横向载荷，因此按抗剪切强度设计螺栓光杆部分的直径向载荷，因此按抗剪切强度设计螺栓光杆部分的直径 。 查查GB/T27GB/T2719881988，取，取M12M126060（ ）。）。）校核配合面挤压强度。按图）校核配合面挤压强度。按图13-2013-20所示的配合尺寸，有所示的配合尺寸，有螺栓光杆与钢板孔间螺栓光杆与钢板孔间螺栓光杆与铸铁支架孔间螺栓光杆与铸铁支架孔间 故配合面挤压强度足够。故配合

35、面挤压强度足够。 m ax0441082011.9896aFdm mm mmax1011082027.718013 30appFMPaMPaMPadmax01082010432013 8appFMPaMPaMPad0d013dmm图图1320 采用铰制孔用螺栓采用铰制孔用螺栓例5（）采用普通螺栓联接（）采用普通螺栓联接因为普通螺栓联接是靠螺栓预紧后在被联接件的接合面间产生的摩擦力来传递因为普通螺栓联接是靠螺栓预紧后在被联接件的接合面间产生的摩擦力来传递横向载荷，因此首先要求出螺栓所需的预紧力横向载荷，因此首先要求出螺栓所需的预紧力 。由，得由，得根据强度条件式可得螺栓小径根据强度条件式可得螺栓小径 ，即，即查查GB/T1961981 ，取，取M45（ ）的螺栓。）的螺栓。0maxfafmFK Fmax01.2108208656010.15faK FFNNmf 014 1.34 1.3 8656038.8495Fdmmmm 0F1d140.129 38.84dmmmm第五节第五节 提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施一、改善螺纹牙载荷分布不均的现象一、改善螺纹牙载荷分布不均的现象 螺栓受力后螺距变化，内外螺纹牙不能螺栓受力后螺距变化，内外螺纹牙不能再均匀接触，