2.2螺栓组联接的受力分析

螺栓组联接的受力分析

几种典型的螺栓组的受力分析及受力最大的螺栓载荷计算见表2.1-3。

表2.1-3 典型螺栓组的受力分析及螺栓载荷计算

载荷类型 螺栓组的布置 工作要求 单个螺栓的载荷
载荷平行于螺栓组的轴线,且合力能过被联接通件结合面的形心  螺栓组的布置 保证受载后结合面的紧密性 各螺栓受工作载荷均等:
F=Fw/z
式中:Z—螺栓的个数;
Fw—作用于被联接件上的外力总和
载荷作用在被联接件的结合面上,且通过螺栓组的形心  螺栓组的布置 在受横向载荷后,被联接件不允许有相对错动 采用普通螺栓联接时,各螺栓受力(预紧力)均等:
F′=KfFw/mµz
采用铰制孔螺栓联接时,各螺栓受力(切向力)均等:
Fs=Fw/z
式中:Kf—摩擦联接可靠性因子,取Kf=1.1~1.3;
m—结合面数;
µ—结合面间摩擦因数,见表2.1-4
载何为作用在结合面上的旋转力矩T  螺栓组的布置 受旋转力矩后,被联接件不能有相对转动 采用普通螺栓联接时,各螺栓的预紧力均等:
F′=KfT/µ(r1+r2+…+rz)
采用铰制孔螺栓时,距螺栓组形心最远的螺栓受力最大:
Fmax=Trmar/r1²+r2²+…+rz²
 螺栓组的布置 不论采用何种螺栓,均认为各螺栓承受的横向载荷均等
F=T/zr
螺栓组受翻转力矩M  螺栓组的布置 受载后,结合面不允许开缝和压溃 距结合面对称轴最远的螺栓受工作载荷最大:
F=MLmax/L1²+L2²+…+Lz²
螺栓最小预紧力:
F′min≥MA/Wz
允许螺栓最大预紧力:
F′max≤(ðpp-M/W)A/z
作用在通过联接接合面旋转轴的垂直平面内的力Q  螺栓组的布置 联接需预紧;受载后,被眹接件不得有相对滑动①,接触面不允许离缝和压溃② 距接合面对称轴最远的螺栓(受拉力的螺栓)受力最大
螺栓的预紧力
F0=Qy/z+MA/Wz
螺栓的工作载荷
F=Qy/z+MLmax/L1²+L2²+…+Lz²
传递转矩T或轴向力Qa  螺栓组的布置 联接需预紧;受载后,轮毂与轴不得有相对滑动 各螺栓的载荷均等螺栓的预紧力
传递转矩T时
F0=KRT/zµD
传递轴向力Qa时
F0=KRQa/2zµ
式中:KR—可靠系数,可取1.2- 1.5

①保证被联接件不滑动,应满足µ(zFo-Qy)>Qx。
②保证被联接件接触面最大受压处不被压溃,应满足:zFo/A-Qy/A+M/W≤ðpp
式中ðpp—接触面的许用挤压应力(MPa),见表2.1-8。

表2.1-4 联接结合面间的摩擦因数

被联接件 结合面的表面状态 摩擦因数µ
钢或铸铁零件 干燥的加工表面 0.10 〜0.16
有油的加工表面 0.06〜0.10
轧制表面、钢丝刷清理浮锈 0.30〜0.35
钢结构件 涂富锌漆 0.35〜0.40
喷砂处理 0.45〜0.55
铸铁对砖料、混凝土或木料 干燥表面 0.40〜0.45
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