螺栓组的受力分析

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、螺栓组的受力分析,绝大多数情况下，螺栓都是成组使用的，在这一组中，螺栓规格完全一致。,进行螺栓组受力分析的目的是：求出受力最大的螺栓及其所受的力。下面针对几种典型的受载情况，分别加以讨论。,1,、受轴向载荷的螺栓组联接,图,1,为一受轴向总载荷,F,的汽缸盖螺栓组联接。,F,的作用线与螺栓轴线平行，根据螺栓的静力平衡及变形协调条件，每个螺栓所受的轴向工作载荷为：,Z,螺栓个数；,P,F,=P,S,图,1,汽缸盖螺栓组联接,2,、受横向载荷的螺栓组联接,上图所示为一由螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，当采用普通螺栓联接时，靠联接预紧后在结合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷。,对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，结合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。,假设各螺栓所需要的预紧力均为,Fp,，,螺栓数目为,z，,则其平衡条件为（靠摩擦力与外载荷平衡）：,a）,松配紧联接（普通螺栓）,目的：求预紧力,F,P,k,f,防滑系数，,1.1,1.3;,m,结合面数；,F,F,F,P,F,P,B,）,紧配松联接（铰制孔螺栓联接）,当采用紧配螺栓联接时，靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。因此，每个螺栓所受的横向工作剪力为：,z,螺栓数目；,F,F,3,、受转矩的的螺栓组联接,T,r,1,r,3,r,4,r,2,F,p,f,F,p,f,松配,T,r,1,r,3,r,4,r,2,F,p,f,F,p,f,紧配,机架,地基,A）,松配紧联结（普通螺栓）,当采用普通螺栓时，靠联接预紧后在结合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩,T。,根据作用在底板上的力矩平衡的条件得：,由上式可得各螺栓所需的预紧力为：,式中：,f,结合面的摩擦系数；,r,i,第,i,个螺栓的轴线到螺栓组对称中心,O,的距离；,z,螺栓数目；,k,f,防滑系数，同前。,b),紧配松联接（铰制孔螺栓联接）,当采用紧配螺栓时，在转矩,T,的作用下，各螺栓受到剪切和挤压作用，则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心,O,的距离成正比。即距螺栓组对称中心,O,越远，螺栓的剪切变形量越大，其所受的工作剪力也越大。,如图所示，用,r,i,、,r,max,分别表示第,i,个螺栓和受力最大螺栓的轴线到螺栓组对称中心,O,的距离；,F,i,、,F,max,分别表示第,i,个螺栓和受力最大螺栓的工作剪力，则得：,上式可变形为：,根据作用在底板上的力矩平衡的条件得：,把 代入,联解以上两式，可求得受力最大的螺栓的工作剪力为：,4,、受倾覆力矩,M,机架,地基,M,在,M,的作用下，轴线左边的螺栓将受到工作拉力,F，,而轴线右边的螺栓的预紧力将减小。根据地板的静力平衡条件有：,根据螺栓的变形协调条件得知，各螺栓的工作拉力也与这个距离成正比，于是有：,各螺栓的工作拉力即可通过联立以上两式求出。,在图中左边距底板翻转轴线最远的螺栓,1,和,10,的工作拉力最大，为：,一般来说，其他型式的螺栓受力也可这样分析，其中有些还是上述四种的特例或组合。,总 结,螺栓组 单个螺栓,轴向,轴向力,松配：轴向力,p,紧配：横向力（假定每个螺栓所受力相同）,松配：轴向力,Q,p,紧配：横向力（单个螺栓所受力是不等的）（,r,max,）,轴向力,横向力,横向,转矩,对于单个螺栓来讲只受两个方向的载荷,倾覆力矩轴向力（,r,max,）,翻转半径最大的地方;,例题,1,平行，均匀分布,F,支架 吊环,解：,例题,2,某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上，螺栓组由四个普通螺栓组成。,吊 架,F,Q,F,Q,M,r,1,r,2,r,3,r,2,解：找中心线，向中心简化，向联接中心平移。,有两种基本外载荷：轴向力和倾覆力矩，在倾覆力矩作用下，一边受拉，另一边受力减小，力臂最大处，载荷最大。,例题,3,螺栓组联接的的三种方案如图示，试问哪个方案较好？哪种螺栓布局更合理？,R,R,R,a,a,a,a,r=a,解：,外载荷都往螺栓组几何中心平移，以合力最大的作为计算依据,（1）第一种方案,（2）第二种方案,（）第三种方案,比较三种方案,F,max,，,F,max,最小,的好。,例题,4,试分析图示电动机螺栓联接中受哪几种基本载荷？,R,V,H,H,V,M,H,V,V,M,V,H,H,T,解：左、右翻，前、后翻。,同时受横向、轴向、转矩和翻转力矩的作用。,