广东工业大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章（5-5）螺栓联接的强度计算

§55螺栓联接的强度计算 螺栓联接(松螺栓联按无预紧力,只有工作拉力 紧螺栓联接有预紧力,还有工作拉力 松螺栓联接强度计算(无F。) F 校核σ < 丌,2 设计Nr@ 4F 圖囻

螺栓联接｛ 一 松螺栓联接强度计算 （无Ｆ0） 紧螺栓联接 有预紧力，还有工作拉力 松螺栓联接 无预紧力，只有工作拉力        F d d F 4 4 1 2 1 = =  §5—5 螺栓联接的强度计算 校核 设计

二紧螺栓联接强度计算(有F0) 只有预紧力,无工作拉力 紧螺栓联接{ 有预紧力,还有工作拉力 紧螺栓《拧紧拧紧力矩剪应力T 拧紧一预紧拉力一拉应力 M10~M64的螺栓:τ≈0.5σ 预紧状态的应力: 2+3r2≈13a ca 只有预紧力紧螺栓联接 Fo 1.3F 0的大小与横 向载荷有关 國奩囻

紧螺栓联接｛ 二 紧螺栓联接强度计算 （有Ｆ0 ） M10~M64的螺栓：τ≈0．5σ 预紧状态的应力：σca = 有预紧力，还有工作拉力 只有预紧力，无工作拉力     =  2 1 0 4 1.3 d F ca 紧螺栓｛ 拧紧—拧紧力矩—剪应力τ 拧紧—预紧拉力—拉应力σ 1．只有预紧力紧螺栓联接 F0的大小与横 向载荷有关  3 1.3 2 2 + 

2受预紧力F0和工作拉力F紧螺栓联接强度 紧螺栓 拧紧——预紧拉 力 总拉力F2≠F0+F=? 加载—工作 a)螺母未拧紧 b)螺母已拧紧 c)已承受工作载荷

2 受预紧力Ｆ0和工作拉力Ｆ紧螺栓联接强度 紧螺栓 ｛ 拧紧——预紧拉 力 加载——工作拉 力 总拉力F2 ≠Ｆ0 +Ｆ= ？

螺栓 被联接件 拧紧伸长λF0 缩短~nF0 受载再伸长△λ 放松△λ 变形协调条件:△相同 螺栓的总拉力 力 F2=F0+△F=F+F1 被联接件所受的压力: 残余预紧力F1=F0-△F △入变形 b △F= Cb=F0/λ螺栓刚度 b+C Cm=F0/λm被联接件刚度

拧紧 伸长 λb F0 缩短 λm F0 △F= F b m b C C C + 螺栓 被联接件 受载 再伸长 △λ 放松 △λ 变形协调条件： △λ相同 被联接件所受的压力： 残余预紧力 F1= F0 － △F ′ Cb = F0 ／ λb 螺栓刚度 Cm = F0／λm 被联接件刚度 螺栓的总拉力： F2= F0 +△F =F +F1 F2 力 变形 F0 △F F1 F △λ

b 螺栓的相对刚度 b+Cr ※:1)要降低F2,只有减少螺栓的相对刚度, 即↑Cm↓Cb 2)为保证联接的紧密性,应保证F1>0 (1)静强度公式:F不变 1.3F O lo C1 丌2 C2 4 C1—螺栓刚度 4×1.3F C2-被联接件刚度 z[o 國奩囻

——螺栓的相对刚度 ※：1）要降低F2，只有减少螺栓的相对刚度， 即↑Cm ↓Cb 2）为保证联接的紧密性，应保证F1 ＞0 （1）静强度公式：F不变 b m b C C C +         2 1 2 1 2 4 1.3 4 1.3 F d d F  = = 

(2)疲劳强度公式:F在0~F之间变化 因F在0~F之间变化,则F2在F0~F2 F 之间变应力在σmx~min之间变 max 元,2 4 0 C1 min C2↑ C1-螺栓刚度 4 C2-被联接件刚度 2F max min b 2 +0 2 b ▲详见P75页 S≥S C 匈嗇囻

（2）疲劳强度公式：F在0~F之间变化 S S d F C C C ca b m b a   + = − = 2 1 max min 2 2     因F在0~F之间变化，则F2在F0~ F2 之间变应力在σmax ~ σmin之间变 2 1 0 min 2 1 2 max 4 4 d F d F     = = ▲详见P75页

3承受工作剪力的紧螺栓联接 铰制孔用螺栓,承受剪切和挤压来平衡(横向)载荷F 螺栓杆与孔壁的挤压强度: b≤ 0-min 螺栓杆的剪切强度: ※:1)d是螺栓剪切面直径 F 2)L螺栓杆与孔壁挤压 丌2 0 面的最小高度 3)(on)取两者之弱者

3 承受工作剪力的紧螺栓联接     =  2 0 4 d F 铰制孔用螺栓，承受剪切和挤压来平衡（横向）载荷F   p p d L F  =   0 min 螺栓杆与孔壁的挤压强度： 螺栓杆的剪切强度： ※：1）d0是螺栓剪切面直径 2）Lmin螺栓杆与孔壁挤压 面的最小高度 3）〔σp〕取两者之弱者

§57螺纹联接件的材料及许用应力 一螺纹联接件的材料 螺纹联接件材料的力学性能——螺栓、螺钉、螺柱的性能等 级共十级—见表5-8和表59 如:4.8表示:oB=400Mpa,o、=320Mpa 二螺纹联接件的许用应力 ]=(钢)=9(铸铁) 安全系数见表5—10 ※:查表时紧螺栓联接要试算

螺纹联接件材料的力学性能——螺栓、螺钉、螺柱的性能等 级——共十级——见表5—8和表5—9 如：4．8 表示：σB=400Mpa ，σs=320Mpa 一 螺纹联接件的材料 §5—7 螺纹联接件的材料及许用应力 二 螺纹联接件的许用应力 S、Sτ、Sp——安全系数 见表5—10 ※：查表时紧螺栓联接要试算       钢）   （铸铁） p B p s s s S S S S          = = = = p p (