第五章 螺纹连接

1、第五章第五章 螺纹连接螺纹连接第二篇第二篇 连连 接接第二篇第二篇 联接（联接（connectionconnection）动联接（动联接（movable connectionmovable connection） 机器工作时，被联接零件之间可机器工作时，被联接零件之间可以有相对运动的联接。以有相对运动的联接。运动副运动副滑动轴承滑动轴承静联接静联接（fixed jointfixed joint） 机器工作时，被联接零件之间不允许有相对机器工作时，被联接零件之间不允许有相对运动的连接。运动的连接。螺纹联接螺纹联接焊接焊接可拆联接可拆联接 不需要毁坏任何零件就可拆开的联接。不需要毁坏任何零件就可拆

2、开的联接。考虑结构安装考虑结构安装运输维护运输维护螺纹联接螺纹联接键联接键联接不可拆联接不可拆联接 拆开时至少要破坏一个零件的联接拆开时至少要破坏一个零件的联接铆接铆接 焊接焊接考虑制造经济性考虑制造经济性联接的目的联接的目的 便于机器的制造、安装、运输、维修以便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率。及提高劳动生产率。学习目标学习目标 熟悉机器联接中常用的各种联接件的结熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。和选用方法。7第五章第五章 螺纹联接螺纹联接 51 51 螺螺 纹纹 如用一个三角形如用一个三

3、角形K沿螺旋线运沿螺旋线运动并使动并使K平面始终通过圆柱体轴线平面始终通过圆柱体轴线Y-Y这样就构成了三角形螺纹。同这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形样改变平面图形K，可得到矩形、，可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹梯形、锯齿形、管螺纹一、螺纹的形成一、螺纹的形成2. 2. 螺纹的类型螺纹的类型 按平面图形分按平面图形分三角形螺纹三角形螺纹(triangular thread) 矩形螺纹矩形螺纹(rectangle thread)(rectangle thread)梯形螺纹梯形螺纹(trapezoidal thread)(trapezoidal thread)锯齿形螺纹锯齿形螺纹(sawt

4、ooth thread)(sawtooth thread)管螺纹（管螺纹（pipe threadpipe thread） 牙根强度牙根强度 工艺性工艺性 适用场合适用场合三角形螺纹三角形螺纹 最大最大 好好 联接联接矩形螺纹矩形螺纹 小小 差差 传动传动梯形螺纹梯形螺纹 较大较大 好好 传动传动锯齿形螺纹锯齿形螺纹 较大较大 好好 传动传动管螺纹管螺纹 联接联接 按螺线的绕行方向分按螺线的绕行方向分左旋螺纹（左旋螺纹（left-hand threadleft-hand thread）右旋螺纹（右旋螺纹（right-hand threadright-hand thread）3. 3. 主要参数主

5、要参数大径大径d d公称直径（公称直径（nominal threadnominal thread）小径小径d d1 1危险剖面直径，强度计算直径危险剖面直径，强度计算直径中径中径d d2 2轴线剖面上的假想直径轴线剖面上的假想直径牙牙型型角角工作高度工作高度h牙牙侧侧角角三角形螺纹三角形螺纹2 二、螺纹连接的基本类型二、螺纹连接的基本类型1. 1. 螺栓（螺栓（boltbolt）连接）连接 普通螺栓（普通螺栓（general boltgeneral bolt）连接）连接铰制孔螺栓（铰制孔螺栓（reamer bolt）连接）连接2. 2. 双头螺柱（双头螺柱（studstud，double-en

6、d boltdouble-end bolt）联）联接接3. 螺钉（螺钉（screw）联接）联接4. 紧定螺钉（紧定螺钉（setscrew）联接）联接5. 5. 特殊用螺钉联接特殊用螺钉联接 地脚螺钉地脚螺钉(foundation bolt)(foundation bolt)联接联接吊环螺钉（吊环螺钉（eye bolt）联接）联接自攻螺钉自攻螺钉螺母螺母垫圈垫圈 6. 其他标准螺纹联接件其他标准螺纹联接件 26一、一、矩形螺纹矩形螺纹二、二、非矩形螺纹非矩形螺纹 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁三、三、螺旋副效率螺旋副效率27一、矩形螺纹一、矩形螺纹（ =0=0) )1、

7、螺纹受力分析、螺纹受力分析摩擦角摩擦角： 滑块在水平面上，受到外力滑块在水平面上，受到外力R（F+Fa）作用，）作用，同时还受到法向反力同时还受到法向反力Fn与摩擦力与摩擦力Ff的作用，令法的作用，令法向反力与摩擦力的总反力为向反力与摩擦力的总反力为Fr，则，则Fr与与Fn方向之方向之间所夹的锐角间所夹的锐角被称为被称为摩擦角摩擦角。FnFrFfRFaFtan= Ff /Fn； Ff = Fntan= = F Fn nf f f = t f = tan称为摩擦系数。称为摩擦系数。28FaFFnFrf Fn? （1）把螺旋副在）把螺旋副在力矩力矩和和轴向载荷轴向载荷作用下的运动，作用下的运动，看

8、看 成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。（2）将矩形螺纹沿中径）将矩形螺纹沿中径d2展开得一斜面。展开得一斜面。? 图中图中?为螺旋升角为螺旋升角， Fa为轴向载荷，为轴向载荷， F为水平推力，为水平推力，Fn为法向反力，为法向反力， Ff为为摩擦力，摩擦力， f为摩擦系数，为摩擦系数，为摩擦角为摩擦角，法向反力法向反力Fn与摩擦力与摩擦力Ff的总反力为的总反力为Fr 。29F= Fa tan (?+ )（3）其受力状况可以理解为：）其受力状况可以理解为：作用在滑块上作用在滑块上F为一驱动力，轴向载荷为一驱动力，轴向载荷 Fa为为一阻力，总反力为一阻

9、力，总反力为Fr 。FaFFnFrf Ff? v若使滑块等速沿斜面上升，滑块所受三力平衡：可得：? + FaFFrF +Fa +Fr=0拧紧时：拧紧时：那么转动螺纹所需要的转矩：T1= Fd2/2= tan (?+ )d2 Fa/230螺母旋转一周所需的输入功为：螺母旋转一周所需的输入功为：W W1 1=2T=2T1 1因此螺旋副的效率为：因此螺旋副的效率为：此时螺母上升一个导程此时螺母上升一个导程Ph，其有效功为，其有效功为W2=FaPh =W2W1= tan / tan (?+ )FaFFnFrf Ff? 31F= Fa tan (? - )松开时：松开时：相当于使滑块等速沿斜相当于使滑块

10、等速沿斜面面下滑下滑，轴向载荷轴向载荷 FaFa变为驱动力，变为驱动力， F F变为维变为维持持滑块等速运动所需的滑块等速运动所需的平衡力。平衡力。FaFFrf Fnv Fn ? FFrFa? - 可得：32F= Fa tg ( - )（1） - 0， ， F 0分析： 说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，防止加速下滑。防止加速下滑。（2） - 0， ， F 00202F FF FC CC Cm mb b） 最理想的情况最理想的情况 ）不允许的情况）不允许的情况有缝隙存有缝隙存 在，漏气在，漏气 01F F当验算不满足时当验算不满足时措施：措施：

11、a ad dd d1b) b) 最好改善结构、降低应力集中。包括：工艺、结构、最好改善结构、降低应力集中。包括：工艺、结构、制造、制造、C Cm mCCb b，适当提高，适当提高F F0 0等综合措施等综合措施a)F FC CC CC CF FF Fm mb bb b+=0258三、螺栓材料与许用应力计算三、螺栓材料与许用应力计算 1 1、材料、材料 螺母、螺栓强度级别：螺母、螺栓强度级别： 1 1）根据机械性能，把螺栓螺母分级并以数字表示，此乃强度）根据机械性能，把螺栓螺母分级并以数字表示，此乃强度级别级别 2 2）所依据机械性能为抗拉强度极限）所依据机械性能为抗拉强度极限 B 和屈服极限和

12、屈服极限 S 螺栓级别螺栓级别: : 带点数字表示带点数字表示 P86表表5-8， 点前数字为点前数字为100/ /B B点后数字为点后数字为B Bs s / /10螺母级别螺母级别: : 100/ /B B注意：选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺注意：选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于2040HB） 592 2、许用应力、许用应力 许用拉应力：许用拉应力： S SS S= 已知：不控制已知：不控制F0的紧螺栓联接，易过载。的紧螺栓联接，易过载。设计时应取较大的安全系数。控制预紧力时可取较小的设计时应取

13、较大的安全系数。控制预紧力时可取较小的安全系数安全系数S。设计时，螺栓个数设计时，螺栓个数n，与与d 有关。有关。设计时，先假设设计时，先假设d，进行试算，选取一安全系数进行计算，进行试算，选取一安全系数进行计算，计算结果与估计直径相比较，如在原先估计直径所属范计算结果与估计直径相比较，如在原先估计直径所属范围内即可，否则需重新进行估算。围内即可，否则需重新进行估算。试算法试算法6055 螺栓组联接的设计与受力分析螺栓组联接的设计与受力分析 工程中螺栓皆成组使用，单个使用极少。因此，必须研工程中螺栓皆成组使用，单个使用极少。因此，必须研究栓组设计和受力分析。它是单个螺栓计算基础和前提条究栓组设

14、计和受力分析。它是单个螺栓计算基础和前提条件。件。螺栓组联接设计的顺序螺栓组联接设计的顺序选布局、定数目、力分析、选布局、定数目、力分析、设计尺寸设计尺寸 一、结构设计原则一、结构设计原则 1、布局要尽量对称分布，、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合栓组中心与联接结合面形心重合（有利于面形心重合（有利于分度、划线、钻孔），分度、划线、钻孔），使受力均匀。使受力均匀。a、铰制孔螺栓，在载荷方向不要成排布置、铰制孔螺栓，在载荷方向不要成排布置8个个以上的螺栓。以上的螺栓。b、受弯矩或扭矩时，螺栓应布置在结合面的、受弯矩或扭矩时，螺栓应布置在结合面的边缘上，使受力小。边缘上，使受力小。c、同时受

15、轴向、横向载荷时，用减载键、同时受轴向、横向载荷时，用减载键、销、套筒等。销、套筒等。 螺栓的受力合理螺栓的受力合理 螺栓间有合理的间距、边距；螺栓间有合理的间距、边距； 同一圆周上的螺栓数目尽量取偶数，同一螺栓同一圆周上的螺栓数目尽量取偶数，同一螺栓组中各螺栓的材料、直径、长度应一致；组中各螺栓的材料、直径、长度应一致； 避免螺栓受偏心载荷。避免螺栓受偏心载荷。 a）被联接件支承面不平突起）被联接件支承面不平突起 b）表面与孔不垂直）表面与孔不垂直二、螺栓组受力分析二、螺栓组受力分析 目的目的找出受力最大的螺拴及所受力的大小找出受力最大的螺拴及所受力的大小前提（假设）：前提（假设）：被联接件

16、为刚性不变形，只有地基变形。被联接件为刚性不变形，只有地基变形。各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同受力后材料变形在弹性范围内受力后材料变形在弹性范围内接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍保接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍保持平面持平面1 1、受轴向载荷螺栓组联接、受轴向载荷螺栓组联接 zFF 2、受横向载荷的螺栓组联接、受横向载荷的螺栓组联接特点：普通螺栓，铰制孔用螺栓皆可用，外载垂直于特点：普通螺栓，铰制孔用螺栓皆可用，外载垂直于螺栓轴线、防滑螺栓轴线、防滑普普 通通 螺螺 栓栓 受拉伸作用受拉伸作用铰制孔螺栓铰制孔螺栓受横向载荷剪切、挤压作用。

17、受横向载荷剪切、挤压作用。单个螺栓所承单个螺栓所承受的横向载荷受的横向载荷相等相等zFF 3 3、受横向扭矩螺栓组联接、受横向扭矩螺栓组联接 （1 1）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷 rZTF（2 2）矩形接合面）矩形接合面 a)a)普通螺栓联接普通螺栓联接 由静平衡条件由静平衡条件0T联接件不产生相对滑动的条件为：联接件不产生相对滑动的条件为：ri第第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离TKrfFrfFrfFSz 02010 iSzSrfTKrrrfTKF)(210b)b)铰制孔螺栓联接组铰制孔螺栓联接组 由变形协调条件可

18、知，各由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距与其中心到接合面形心的距离成正比离成正比由假设由假设板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比成正比 由静平衡条件由静平衡条件：TrFrFrFzz 2211TrFii iirFrF maxmaxmaxmaxrrFFii TrrFrrrFrFiiiii 2maxmaxmaxmax 2maxmaxirTrF4 4、受倾覆（纵向）力矩螺栓组联接、受倾覆（纵向）力矩螺栓组联

19、接 特点：特点：M M在铅直平面内，在铅直平面内，绕绕O-O回转，只能用普通螺栓，回转，只能用普通螺栓，取板为受力对象，由静平衡条件取板为受力对象，由静平衡条件 设单个螺栓工作载荷为设单个螺栓工作载荷为F Fi i 计算受力最大螺栓的受力计算受力最大螺栓的受力最大外载荷：最大外载荷：MLFLFZZ 11maxmaxLFLFii MLFii maxmaxFLLFii 2maxmaxiLMLF螺栓杆不拉断的条件螺栓杆不拉断的条件 . .212431=d dF Fc ca a . .21431F Fd d设计公式设计公式 验算公式验算公式 右侧不压溃条件（被联接件）右侧不压溃条件（被联接件） F F

20、0 0作用下接合面的挤压应力作用下接合面的挤压应力 M M作用下接合面的挤压应力作用下接合面的挤压应力 AzFp0 近似取近似取)(maxmbmpCCCWM 1 mbmCCCWMp max 左边不出现缝隙左边不出现缝隙右边地基不被压溃右边地基不被压溃0maxmin ppp maxmaxpppp 地地基基材材料料的的许许用用挤挤压压应应力力p实际使用中螺栓组联接所受的载荷是以上四种简实际使用中螺栓组联接所受的载荷是以上四种简单受力状态的不同组合。计算时只要分别计算出螺栓单受力状态的不同组合。计算时只要分别计算出螺栓组在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后组在这些简单受力状态下每个螺栓的工作

21、载荷，然后按向量叠加起来，便得到每个螺栓的总工作载荷，再按向量叠加起来，便得到每个螺栓的总工作载荷，再对受力最大的螺栓进行强度计算即可对受力最大的螺栓进行强度计算即可说明说明：工程中受力情况很复杂，但均可转化为四种：工程中受力情况很复杂，但均可转化为四种典型情况进行解决。典型情况进行解决。 计算公式在对称分布情况下推导，但不对称计算公式在对称分布情况下推导，但不对称也可以用也可以用 取转轴不同，公式计算精度不同。取转轴不同，公式计算精度不同。 总设计思路：总设计思路：螺栓组结构设计（布局、数目）螺栓组结构设计（布局、数目） 螺栓组受力分螺栓组受力分析（载荷类型、状态、形式）析（载荷类型、状态、

22、形式） 求单个螺栓的最求单个螺栓的最大工作载荷（判断哪个最大）大工作载荷（判断哪个最大） 按最大载荷的单按最大载荷的单个螺栓设计（求个螺栓设计（求d d1 1标准）标准） 全组采用同样尺寸全组采用同样尺寸螺栓（互换的目的）螺栓（互换的目的）七、提高螺拴联接强度的措施七、提高螺拴联接强度的措施 减少螺栓刚度减少螺栓刚度C Cb b1. 降低应力幅降低应力幅改变前改变前改变后改变后用腰状螺栓、空心螺栓用腰状螺栓、空心螺栓螺母下安装弹性元件螺母下安装弹性元件 增大被联接件刚度增大被联接件刚度C Cm m不用垫片，或用不用垫片，或用刚性较大垫片刚性较大垫片改变前改变前改变后改变后 减少螺栓刚度减少螺栓

23、刚度C Cb b、增大被联接件刚度、增大被联接件刚度C Cm m和增大和增大预紧力并用。预紧力并用。改变后改变后改变前改变前2. 2. 改善螺纹牙上载荷分布不均现象改善螺纹牙上载荷分布不均现象螺栓和螺母的刚度和螺栓和螺母的刚度和变形性质不同变形性质不同，造成螺纹，造成螺纹牙上各圈的受力不均牙上各圈的受力不均第一圈螺纹牙承受约第一圈螺纹牙承受约l3的载荷，以后各圈依的载荷，以后各圈依次递减，第次递减，第8圈以后的螺纹几乎不受载。圈以后的螺纹几乎不受载。 用受拉螺母，悬置螺母用受拉螺母，悬置螺母 内斜螺母内斜螺母环槽螺母环槽螺母 内斜、环槽共用螺母内斜、环槽共用螺母 用钢丝螺套用钢丝螺套3. 3.

24、 减小应力集中减小应力集中增大过渡圆角增大过渡圆角增加卸载槽增加卸载槽卸载过渡结构卸载过渡结构采用球面垫圈采用球面垫圈采用腰环结构采用腰环结构4 4、采用合理的制造工艺、采用合理的制造工艺 1）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高3040% 2）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度可提高疲劳强度3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度提高）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度提高70100 %，此法具有优质、高产、低消耗功能，此法具有优质、高产、低消耗功能4）控制单

25、个螺距误差和螺距累积误差）控制单个螺距误差和螺距累积误差1 1螺纹联接中最常用的螺纹牙型是螺纹联接中最常用的螺纹牙型是_。 A A三角螺纹三角螺纹 B B矩形螺纹矩形螺纹 C C梯形螺纹梯形螺纹 D D锯齿形螺纹锯齿形螺纹 2 2用于薄壁形零件联接时，应采用用于薄壁形零件联接时，应采用_。 A A多线三角粗牙螺纹多线三角粗牙螺纹 B B三角细牙螺纹三角细牙螺纹 C C梯形螺纹梯形螺纹 D D锯齿形螺纹锯齿形螺纹 3. 3. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于_。 A A摩擦防松摩擦防松 B B机械防松机械防松 C C破坏螺旋副的关系防松破坏螺旋副的

26、关系防松 D D增大预紧力防松增大预紧力防松 4 4 重要的受拉螺栓联接中，重要的受拉螺栓联接中， 不宜用小于不宜用小于Ml2 Ml6 Ml2 Ml6 的螺栓，的螺栓， 其原因是：其原因是： 尺寸小的螺栓尺寸小的螺栓_。 A A不用好材料，强度低不用好材料，强度低 B B需要的螺栓个数多需要的螺栓个数多 C C拧紧时容易过载拧紧时容易过载 D D不能保证联接的刚度不能保证联接的刚度 A AB BA Ac c5 5某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度定螺栓的刚度 Cb Cb 与被联接件的刚度与被联接件的刚度CmCm相等，联接的相等，

27、联接的预紧力为预紧力为 F0F0。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷 F F达到与预紧力达到与预紧力 F0F0的大小相等时，的大小相等时，_。 A. A. 被联接件发生分离，联接失效被联接件发生分离，联接失效 B. B. 被联接件即将发生分离，联接不可靠被联接件即将发生分离，联接不可靠 C. C. 联接可靠，但不能继续加载联接可靠，但不能继续加载 D. D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，载荷联接可靠，只要螺栓强度足够，载荷 F F 还可以继还可以继续增加到接近预紧力续增加到接近预紧力 F0F0的两倍的两倍 6. 6. 某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在某汽缸盖

28、螺栓联接，若汽缸内气体压力在 0 2 0 2 MPa MPa 之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为_。 A A非对称循环变应力非对称循环变应力 B B脉动循环变应力脉动循环变应力 C C对称循环变应力对称循环变应力 D D非稳定循环变应力非稳定循环变应力 D DA A7 7受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力F0= F0= 8000 N8000 N，工作载荷：，工作载荷：Fmin = 0Fmin = 0，Fmax= 4000 NFmax= 4000 N，螺栓，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，残余和被联接件的刚

29、度相等，则在最大工作载荷下，残余预紧力预紧力F1F1为为_。 A A2000 N B2000 N B4000 N 4000 N C C6000 N D6000 N D8000 N 8000 N C CC C例例1 1：图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷吊架承受的载荷F FQ Q10000N10000N，螺栓材料为，螺栓材料为5.85.8级，级，Q235Q235， ，安装时不控制预紧力，安装时不控制预紧力，取安全系数取安全系数 ，取，取残余残余预紧力为工作预紧力为工作拉力的拉力的0.40.4倍，试确定螺栓所需最小直径倍，试确定螺栓所需最

30、小直径。M MP Pa aS S400= 4=S SS S解：许用拉应力解：许用拉应力 M MP Pa aS SS S100=4400=S S2 2个螺栓，个螺栓，z z2 2，每个螺栓的工作载荷，每个螺栓的工作载荷 N N 50005000Q Q=210000=z zF FF F残余残余预紧力预紧力F F 1 10.40.4F F =0.4=0.4 50005000 =2000 N=2000 N故得螺钉中总拉力故得螺钉中总拉力N N 0 0700=2000+5000=+=12F FF FF F按强度条件，螺栓小径按强度条件，螺栓小径 mmmm. . . .) )或或( (c c76410=1

31、007000314=31421F Fd dd d例例2 2：一汽缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，已知汽：一汽缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，已知汽缸压力在缸压力在 02 MPa 02 MPa 之间变化，汽缸内径之间变化，汽缸内径 D=500mm D=500mm，螺栓分布圆周直径螺栓分布圆周直径 0=600mm0=600mm，为保证气密性，残余预，为保证气密性，残余预紧力紧力1 11.81.8，螺栓间距，螺栓间距 t t 小于小于4.54.5，材料许用拉，材料许用拉伸应力为伸应力为 120MPa 120MPa，许用应力幅为，许用应力幅为 20 MPa 20 MPa，相对刚度，相对刚度为为0.80

32、.8，试设计此螺栓连接。，试设计此螺栓连接。例例3 3：起重卷筒与大齿轮用八颗普通螺栓连接在一起，：起重卷筒与大齿轮用八颗普通螺栓连接在一起，已知卷筒直径已知卷筒直径400 mm400 mm，0 0500 mm500 mm，结合面摩擦，结合面摩擦系数系数0.120.12，可靠性系数，可靠性系数 kf kf1.21.2，起重钢索拉力，起重钢索拉力5000050000，螺栓材料许用拉伸应力为，螺栓材料许用拉伸应力为100MPa100MPa，试，试求螺求螺栓的最小直径栓的最小直径d1d1。例例4 4：图示底板用图示底板用8 8个螺栓与支架相连，受外力个螺栓与支架相连，受外力Q Q作用，作用，QQ作用

33、于包含作用于包含X X轴并垂直于底板接缝面，试计算此螺栓轴并垂直于底板接缝面，试计算此螺栓组联接。组联接。 （=30=30）解：解： （一）受力分析（一）受力分析QQQQH HQQH H=Qcos=QcosQQV VQQV V=Qsin=QsinH HMMHHQ QHHH= QcosH= QcosMMH H=H=H300300V VMMV VQQV VV= QsinV= QsinMMV V=V=V400400H=4330NH=4330N，V=2500NV=2500N，M=MM=MH H-M-MV V=299000N =299000N mm mm（二）工作条件分析（二）工作条件分析1 1、保证结合面不滑移、保证结合面不滑移又：又：z zV Vc cc cc cF FF Fm mb b+0=1m m- -) )f f( (s sV Vc cc cc cH Hk kz zF Fm mb bm m+1=02 2、受力最大螺栓轴向载荷、受力最大螺栓轴向载荷a a 、F FV V=V/z=2500/8=312.5N=V/z=2500/8=312.5N（每个螺栓受（每个螺栓受V V作用相同）作用相同）b b 、MM作用，离形心越远受力越大作用，离形心越远受力越大N NM Mr rMrMrF Fi ii i