切应力和挤压应力对螺栓连接件的影响

1、切应力和挤压应力对螺栓连接件的影响在机械工程中，机械构件的各组成部分，通常采用不同类型的方式进行连接，如桥梁结构中，钢板之间常用铆钉连接、传动轴和齿轮之间常用键连接、螺栓、销钉的连接等。这些起连接作用的铆钉、螺栓、销钉、键等统称为连接件。螺栓连接件广泛应用在日常生活和机械工程中，而且螺栓连接在工作过程经常出现变形、甚至丧失工作能力，其主要原因是由于切应力和挤压应力的作用。一、切应力对螺栓连接件的影响如图（a）螺栓与钢板连接，两块钢板分别受大小相等，方向相反的左右拉力F,由于钢板在外力F作用下，螺栓上下两部分也分别受到大小相等方向相反的作用力P,P=F（如图b）,作用在螺栓两侧面上的外力合力大小

2、相等，方向相反，且作用线很近。位于螺栓上下两部分两力间很近的作用线mm截面处发生错动，截面mm形成相对剪切面（如圜b）,剪切面平行于作用力的方向（如图c）。取下半段为研究对象，由平衡条件知，剪切面上存在一个与外力F大小相等，方向相反，作用线与剪切面相切的剪力Fs（图d）。如果剪切面上的应力均匀分布，切应力t=Fs/A方向与剪力方向一致（图d）。A剪切面面积。当螺栓的切应力大于材料的许用切应力，即：6引，螺栓就会发生变形，丧失工作能力。二、挤压应力对螺栓连接件的影响螺栓在承受剪切作用的同时，螺栓与钢板孔壁也彼此压紧，螺栓与钢板孔壁的接触表面称为挤压面。当挤压面上挤压力过大时，就可能导致螺栓或钢板

3、产生明显的局部塑性变形而压陷，如图（e），变形结果，螺栓被挤压成椭圆形，钢板孔被挤压成长圆孔，导致连接松动，使螺栓损坏。螺栓受挤压的作用时，在受力方向有最大挤压应力oBmax如图（f），螺栓与钢板接触面上的总压紧力称为挤压力，用Fjy表示，由挤压力引起的应力叫挤压应力，用ojy表示：jy=Fjy/AjyAjy挤压面积，当螺栓的挤压应力（Tj泡过材料的许用挤压应力时，螺栓也会发生变形。三、预防螺栓连接变形的措施、螺栓强度必须满足强度条件螺栓连接件同时受到切应力和挤压应力的作用，为保证螺栓连接件的正常工作，在选用螺栓时，必须合理设计螺栓截面积，使其同时满足剪切强度条件和挤压强度条件，即：旧，（rj

4、yw用jy：田jy材料许用挤压应力2、改善螺纹牙之间的受力分布工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受压，其螺距减小。导致螺栓、螺母产生了螺距差。而两者螺纹始终是贴紧的，因而这种螺距的变化差主要是靠旋合各圈螺纹牙的变形来补偿。因此，轴向载荷在旋合的各圈间的分布是不均匀的，从螺母支承面算起，第一圈螺纹受力最大，约为螺栓所受拉力的1/3，以后各圈受力递减，到第10圈之后，几乎不再受力。所以，设计时，普通螺母圈数不超过10。为了使螺纹牙受力均匀，采用悬置螺母，环槽螺母，或内斜螺母（改变牙的刚度），前两者，工作中螺母受拉，与螺栓螺距差减小。另外，采用钢丝螺套也可以减轻螺纹牙的受力不均，并可以减轻冲击、振动。这些措施多可以提高螺栓的疲劳强度。3、减少应力集中螺栓上的螺纹（特别是螺纹收尾处），螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓截面发生变化的部位，都会产生应力集中。减少应力集中的措施，可采用大的圆角半径、卸载结构或在螺纹收尾处加工出退刀槽等。4、改进工艺措施采用冷镦螺栓头部和滚压工艺方法，或采用氮化、表面渗氮、氰化、喷丸等表面硬化处理方法，提高螺纹联接件疲劳强度。5、改善螺栓联接件的工艺装配在装配螺栓连接件时，为防止螺栓连接部件受挤压，造成变形和破坏，在螺栓上加配垫圈。垫圈起着增大被连接零件接触表面面积，减少间隙，降低单位面积