《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件）第九章 螺纹连接 9.6紧螺栓联接

机械设计基础CFoundationof Machine Design武汉理工大学紧联接螺栓的强度计算主讲：罗齐汉武汉理工大学物流工程学院机械设计与制造系

紧联接螺栓的 强度计算 主讲：罗齐汉 武汉理工大学 物流工程学院 机械设计与制造系 机械设计基础 Foundation of Machine Design

K一、普通螺栓受横向载荷zmfFo≥KFREeFo≥KFr / zmfF式中：F。为预紧力；K为可靠性系数，通常FR取K=1.1~1.3；m为接合面数目；z为螺e栓数目；f为接合面摩擦系数，当被联Fo接件材料为钢或铸铁可取f=0.1～0.15。计算螺栓强度：1.3F≤[α]4 πd?

一、普通螺栓受横向载荷 zmfF0≥KFR F0≥KFR / zmf 式中： F0为预紧力；K为可靠性系数，通常 取K=1.1～1.3；m为接合面数目；z为螺 栓数目；f为接合面摩擦系数，当被联 接件材料为钢或铸铁可取 f=0.1～0.15。 计算螺栓强度： [ ] 1.3 2 4 1 1 0    =  d F

一、普通螺栓受横向载荷当 f=0.15、C=1.2、m=1时、z=1时，F。≥8 F R所以可用键、套筒或销承担横向工作载荷，而螺栓仅起联接作用。也可以采用螺杆与孔之间没有间隙的铰制孔用螺栓来承受横向载荷(a）用减载销（b）用减载套筒（）用减钱键

当 f=0.15、C=1.2、m=1时、z=1时，F0 ≥8ＦR 。 所以可用键、套筒或销承担横向工作载荷，而 螺栓仅起联接作用。也可以采用螺杆与孔之间没有 间隙的铰制孔用螺栓来承受横向载荷。 一、普通螺栓受横向载荷

+FE普通螺栓受横向载荷二、在缸体中，设流体压强为p，螺FE栓数为z，则缸体周围每个螺栓平均D.承受的轴向工作载荷为F。螺栓螺栓受力被联接件受被联接件变情况形力受力变形未预紧0000伸长bo缩短8c0压力Fo预紧F。拉力Fo伸长压力缩短拉力再加工作Fo'8bo+4880-8载荷FFs=F+Fo

二、普通螺栓受横向载荷 在缸体中，设流体压强为p，螺 栓数为z，则缸体周围每个螺栓平均 承受的轴向工作载荷为F 。 受力 情况 螺栓 受力 螺栓 变形 被联接件受 力 被联接件变 形 未预紧 0 0 0 0 预紧F0 拉力F0 伸长b0 压力F0 缩短c0 再加工作 载荷F 拉力 FΣ=F+ F0 ’ 伸长 δbo+Δδ 压力 F0 ’ 缩短 c0- Δδ

普通螺栓受横向载荷螺栓刚度：C,=Fo/8bo被联接件刚度：C2=Fo／8c0变形协调条件：螺栓的△8=被联接件的△8。螺栓的变形：△8=(F-Fo)/C=（F。+F-F。）/C被联接件的变形：△8=（F。-F。）/C2(F。+F-F。)/C,=（F。-F。)/C.F=F+FF=F+KF=F+F=F+OF=+相对刚性系数：Kc:C+C

螺栓刚度：C1=F0 /δb0 被联接件刚度：C2=F0 /δc0 变形协调条件：螺栓的Δδ= 被联接件的 Δδ。 螺栓的变形：Δδ=(FΣ-F0)/C1 =（F0 ’+F-F0 )/C1 被联接件的变形：Δδ=（F0-F0 ’)/C2 （F0 ’+F-F0 )/C1 =（F0-F0 ’)/C2 ' 0 1 2 1 0 F 0 F F F C C C F F KC F = + +  = + = + F C C C F F C C C F F 1 2 ' 2 0 1 2 ' 1 0 0 (1 ) + = + + = + − 1 2 1 C C C KC + 相对刚性系数： = 二、普通螺栓受横向载荷

力力力受力变形图FSFoFoFo变形4变形dcfOb0Ob0Sc0(a)(b)(c)螺栓刚度：C,=Fo/bo=tana被联接件刚度：C2=Fo/8。o=tan aCF=F+FF=FC, +C2Fo = F +(1-OHHHCi +C2Ci +C2不出现间隙：F。>0

螺栓刚度: C1 = F0/δb0=tanαb 被联接件刚度: C2 = F0/δc0 =tanαc 不出现间隙：F0 ’> 0 ' 0 1 2 1 0 F F F C C C F F = + +  = + F C C C F F C C C F F 1 2 ' 2 0 1 2 ' 1 0 0 (1 ) + = + + = + − 受 力 变 形 图 δb0 δc0 δb0 δc0 △δ F0 F0 F∑ F F‘ αb 0 αc (a) (b) (c) F0

C普通螺栓受横向载荷二、当工作载荷：没有变化时，F。=(0.2～0.6)F，有变化时，F。=(0.6～1.0)F ;有紧密性要求的联接（如压力容器），F。=（1.5～1.8)F 。1.3F1≤[α]计算螺栓强度：I nd?4×1.3Fa设计式：mm元[]

当工作载荷： ◼ 没有变化时，F0 ’=(0.2～0.6)F ， ◼ 有变化时， F0 ’=(0.6～1.0)F ； ◼ 有紧密性要求的联接(如压力容器)，F0 ’=(1.5～ 1.8)F 。 计算螺栓强度： 设计式： [ ] 1.3 2 4 1 1    =   d F mm F d [ ] 4 1.3 1      二、普通螺栓受横向载荷