3)永久防松:端铆、冲点、点焊4)化学防松——粘合开槽螺母与开口销圆螺母与止动垫圈串联钢丝第31页,共59页,星期日,2025年,2月5日§9—4螺栓联结的强度计算螺栓联接的主要失效形式:受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓杆被剪断因经常拆卸使螺纹牙间相互磨损而发生滑扣。由于螺纹各部尺寸基本上是根据等强度原则确定的。所以,螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1,再根据d1查标准选定螺纹大径(公称直径)d及螺距P。一.松螺栓联接(受拉螺栓):
1、特点:在承受工作载荷前,螺栓不受力,在工作时则只承受轴向工作载荷F作用。此联接可能发生的失效形式为螺栓杆的抗断。
2、强度条件:????????????????????????????????????????F-轴向工作载荷(N);
d1-螺栓小径(mm);
[σ]-松螺栓联接时的许用拉应力(Mpa),
求出d1后,应按螺纹标准选取螺纹公称直径d.
第32页,共59页,星期日,2025年,2月5日二、受横向外载荷的紧螺栓联接1.采用普通螺栓如工作时联接受到与螺栓轴线相垂直的外载荷FR的作用。被联接件在预紧力的作用下相互压紧,依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷,从而避免产生相对移动。显然,无论工作前还是工作后,螺栓本身仅受装配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危险截面上产生拉应力:F0f*z*m≥KFRF0≥KFR/f*z*mz——联接螺栓的数目;m——结合面数目;f——结合面间摩擦系数,钢或铸铁的干燥加工表面,可取f=0.1~0.15;K——可靠性系数,亦称防滑系数,通常取K=1.1~1.3。由此可得,单个螺栓所需的预紧应力为:б=4F0/πd12若计入扭转切应力的影响,强度条件为:设计公式为:式中:[σ]——许用拉应力N/mm2(MPa)第33页,共59页,星期日,2025年,2月5日2.采用铰制孔用螺栓(受剪螺栓)铰制孔用螺栓联接一般均需拧紧,由预紧力产生的拉应力对联接强度的影响可以不计。螺栓杆受横向工作载荷FR时,强度条件为:ds-螺栓杆剪切面直径(mm);Z-联接螺栓数;m-接合面数;[τ]-螺栓的许用剪切应力(MPa);查教材表9—6。[σp]-螺栓杆或孔壁中的低强度材料的许用挤压用力(MPa);(查表教材9—6)-螺栓杆与孔壁间的最小高度。若为设计,可按剪切强度条件设计,再校核挤压强度条件。第34页,共59页,星期日,2025年,2月5日注意:螺栓实际承受的总拉力F∑并不等于预紧力F0和轴向工作载荷F之和。三、受轴向外载荷的紧螺栓联接FΣ=F+F0F0:剩余预紧力,表9-3第35页,共59页,星期日,2025年,2月5日强度计算为:.设计公式为:根据受工作载荷F的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系,可导出预紧力F0与剩余预紧力F0‘的关系为:F0=F0’+(1-Kc)F(控制预紧力);式中:Kc=C1/(C1+C2),Kc称相对刚度系数见教材表9—4;C1为螺栓刚度;C2为被联接件刚度。FΣ=F+F0=F0+C1F/(C1+C2)。FΣ的变化范围:F0~FΣ。减小C1(减小螺栓光杆部分直径,采用空心螺栓)或增大C2(使用金属垫片或不使用垫片)可减小FΣ,从而提高螺栓强度。第36页,共59页,星期日,2025年,2月5日§9—5螺栓联接件的材料和许用应力一、螺纹联接件的常用材料普通垫圈的材料推荐采用Q235,15,35;弹簧垫圈用65Mn钢制造,并经热处理和表面处理。制造螺栓的材料应具有足够的强度,一定的塑性和韧性,而且便于加工。制造一般螺栓常用的材料为Q215,Q235,10,35和45等钢。对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹联接件,可采用低合金钢、合金钢,如15Cr,40Cr,30CrMnsi等材料制造。对于特殊用途的螺纹联接件,可采用特种钢、铜合金、铝合金等材料制造。选择螺母的材料时,考虑到更换螺母比更换螺栓较经济、方便,所以应使螺母材料的强度低于螺栓材料的强度。国家标准规定了螺纹联接件的性能等级。螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为10级,螺母的性能等级分为7级。在一般用途的设计中,通常选用4.8级左右的螺栓,在重要的或有特殊要求设计中的螺纹联接件,要选用高的性能等级,如在压力容器中常采用8.8级的螺栓。第37页,共59页,星期日,2025年,2月5日二、螺纹联