1、12一、一、螺栓組聯接設計的螺栓組聯接設計的一般步驟一般步驟三、三、螺栓組聯接的受力分析螺栓組聯接的受力分析二、二、螺栓組聯接的螺栓組聯接的結構設計結構設計1 1、受受軸向軸向載荷的螺栓組聯接載荷的螺栓組聯接 ( (受拉螺栓受拉螺栓) ) 2 2、受受橫向橫向載荷的螺栓組聯接載荷的螺栓組聯接 ( (受拉螺栓受拉螺栓, ,受剪螺栓受剪螺栓) )3 3、受受旋轉力矩旋轉力矩T T的螺栓組聯接的螺栓組聯接 ( (受拉螺栓受拉螺栓, ,受剪螺栓受剪螺栓) )4 4、受受翻轉力矩翻轉力矩M M的螺栓組聯接的螺栓組聯接 ( (受拉螺栓）受拉螺栓）3一、一、螺栓組聯接設計的螺栓組聯接設計的一般步驟一般步驟

2、選擇其它附件及防松裝置選擇其它附件及防松裝置 首先進行結構設計首先進行結構設計 然后是受力分析和強度設計；然后是受力分析和強度設計；4二、二、 螺栓組聯接的螺栓組聯接的結構設計結構設計內容：合理確定內容：合理確定接合面的形狀接合面的形狀和和螺栓的布置形式螺栓的布置形式目的：力求各螺栓和接合面間受力均勻，便于加工和裝配目的：力求各螺栓和接合面間受力均勻，便于加工和裝配。1 1、被聯接件接合面一般設計為簡單的幾何形狀被聯接件接合面一般設計為簡單的幾何形狀，使螺栓組的中心與接，使螺栓組的中心與接 合面中心重合。合面中心重合。主要考慮以下幾個問題：主要考慮以下幾個問題：5* * 普通螺栓聯接：當承受較

3、大的橫向載荷時，應采用普通螺栓聯接：當承受較大的橫向載荷時，應采用銷、套筒、鍵銷、套筒、鍵等抗剪件等抗剪件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預緊力及其結構尺寸。來承受橫向載荷，以減小螺栓的預緊力及其結構尺寸。 2 2、螺栓的布置方式應使各螺栓受力合理、螺栓的布置方式應使各螺栓受力合理 * * 鉸制孔螺栓聯接：鉸制孔螺栓聯接：F FZ8Z8* * 當螺栓聯接承受當螺栓聯接承受M M或或T T時，螺栓應布置在結合面的邊緣，遠離接時，螺栓應布置在結合面的邊緣，遠離接合面中心，以減小螺栓的受力。合面中心，以減小螺栓的受力。T TT T6用抗剪件承受橫向載荷用抗剪件承受橫向載荷F FF FF F74 4、合理

4、選擇螺栓聯接的結構形式。、合理選擇螺栓聯接的結構形式。 軸向載荷：軸向載荷：橫向載荷：受剪螺栓橫向載荷：受剪螺栓受拉螺栓受拉螺栓受拉螺栓受拉螺栓（加減載裝置）（加減載裝置）3 3、螺栓的排列應有合理的間距和邊距，保證相應的扳手空間。、螺栓的排列應有合理的間距和邊距，保證相應的扳手空間。 壓力容器螺栓間距壓力容器螺栓間距: :5 5、分布在同一圓周上的螺栓數目應取、分布在同一圓周上的螺栓數目應取4 4、6 6、8 8等偶數。等偶數。8三、三、 螺栓組聯接的受力分析螺栓組聯接的受力分析目的：目的：通過受力分析，通過受力分析，求出螺栓組中受力最大的螺栓及其求出螺栓組中受力最大的螺栓及其 所受的力所受

5、的力，然后對其進行強度計算。，然后對其進行強度計算。 假設假設：（1 1）被聯接件為剛體；）被聯接件為剛體； （2 2）各螺栓的材料、直徑、長度都相等）各螺栓的材料、直徑、長度都相等, ,并且預緊力相同；并且預緊力相同； （3 3）螺栓的應變在彈性范圍內。）螺栓的應變在彈性范圍內。工工作作載載荷荷91 1、受受軸向軸向載荷的螺栓組聯接載荷的螺栓組聯接2 2、受受橫向橫向載荷的螺栓組聯接載荷的螺栓組聯接3 3、受受旋轉力矩旋轉力矩T T的螺栓組聯接的螺栓組聯接4 4、受受翻轉力矩翻轉力矩M M的螺栓組聯接的螺栓組聯接受載類型：受載類型：101 1、受軸向載荷的螺栓組聯接、受軸向載荷的螺栓組聯接F

6、cccFF2110212FFF總拉力總拉力強度計算：強度計算：3 . 14212dF 受拉螺栓受拉螺栓適用范圍：適用范圍：FF1D2DFZFF每個螺栓的每個螺栓的工作載荷工作載荷為：為：受力分析：受力分析：112 2、受橫向載荷的螺栓組聯接受橫向載荷的螺栓組聯接（1 1）采用受拉螺栓聯接）采用受拉螺栓聯接F FF F/2/2F F/2/2F F0 0F F0 0F F0 0F F0 00fFF FF F0 0F F0 0F F0 0F F0 00fF0fF0fF總拉力：總拉力：20FF強度計算：強度計算：3 . 14210dF通過螺栓預緊后在結合面產生的摩擦力來通過螺栓預緊后在結合面產生的摩擦

7、力來平衡外載荷。平衡外載荷。螺栓只受預緊力。螺栓只受預緊力。根據被聯接件的平衡條件根據被聯接件的平衡條件zifFkFFkzifFSS00受力分析：受力分析： 受拉螺栓受拉螺栓, ,受剪螺栓受剪螺栓適用范圍：適用范圍：12（2 2）采用受剪螺栓聯接）采用受剪螺栓聯接F FFFzFF/剪力：剪力：強度計算：強度計算：剪切強度剪切強度擠壓強度擠壓強度受力分析：受力分析：所以每個螺栓所受的剪力為：所以每個螺栓所受的剪力為：主要通過螺栓受剪切和擠壓來平衡外載荷。主要通過螺栓受剪切和擠壓來平衡外載荷。zFF/204 Fdmmin0pphdF133 3 受旋轉力矩受旋轉力矩T T的螺栓組聯接的螺栓組聯接（1

8、 1）用受拉螺栓聯接）用受拉螺栓聯接對于螺栓，受到對于螺栓，受到橫向載荷橫向載荷的作用。的作用。受力分析：受力分析：TkrfFrfFrfFsz02010心的距離。為各螺栓中心距旋轉中式中：.,)(221031r ,r rrrrfTkFzs 主要通過螺栓預緊后在接合面產生的摩擦主要通過螺栓預緊后在接合面產生的摩擦力矩來平衡力矩來平衡T T。所以：所以：總拉力總拉力02FF強度計算：強度計算：3 . 14210dF 受拉螺栓受拉螺栓, ,受剪螺栓受剪螺栓適用范圍：適用范圍：TOO12348765TO1r2r0fF0fF14（2 2）用受剪螺栓聯接）用受剪螺栓聯接強度計算：強度計算：22221max

9、maxzrrrTrF剪切強度剪切強度擠壓強度擠壓強度）（12211 TrFrFrFzz）（2maxmax2211 rFrFrFrFzz根據協調變形條件根據協調變形條件22221maxmaxzrrrTrF受力分析：受力分析： 主要通過所有螺栓所受剪力產生的力矩來平衡主要通過所有螺栓所受剪力產生的力矩來平衡T T。 所以根據平衡條件：所以根據平衡條件：由由(1)(1)、(2)(2)：TOO12348765TO1r2r1F2F154 4 受翻轉力矩受翻轉力矩M M的螺栓組聯接的螺栓組聯接受力分析：受力分析：左邊螺栓受的工作載荷為左邊螺栓受的工作載荷為拉力拉力右邊螺栓受的工作載荷為右邊螺栓受的工作載荷

10、為壓力壓力F F2 2F F2 2 受拉螺栓受拉螺栓適用范圍：適用范圍：M101,FF92,FF74,FF65,FF92,rr74,rr101,rr65,rroo12348765910）（ 12211 MrFrFrFzz平衡條件：平衡條件：為防止底板翻轉，左邊螺栓對底板為防止底板翻轉，左邊螺栓對底板壓力產生的力矩與右邊螺栓對底板拉力產生的壓力產生的力矩與右邊螺栓對底板拉力產生的力矩之和應等于力矩之和應等于M M。即：即：的距離。線為各螺栓中心距翻轉軸其中：oor.r ,r32116M101,FF92,FF74,FF65,FF92,rr74,rr101,rr65,rroo12348765910）

11、（2maxmax2211 rFrFrFrFzz22221maxmaxzrrrMrF根據協調變形條件根據協調變形條件由以上二式：由以上二式：FcccFF2110212FFF總拉力總拉力強度計算：強度計算：3 . 14212dF171 1、改善螺紋牙間載荷分布、改善螺紋牙間載荷分布主要從兩方面考慮：主要從兩方面考慮：降低螺栓的實際應力；降低螺栓的實際應力； 提高其抗疲勞破壞的能力。提高其抗疲勞破壞的能力。下面，從幾個方面具體說明：下面，從幾個方面具體說明：螺螺母母母母體體F F螺螺栓栓栓栓桿桿螺母加高螺母加高普通螺母普通螺母21F22F23F24F25F21F22F23F24F25F54321FF

12、FFF54321FFFFFFF F18為使螺紋牙受力比較均勻，可采用下面方法改進螺母結構：為使螺紋牙受力比較均勻，可采用下面方法改進螺母結構：環槽螺母環槽螺母內斜螺母內斜螺母懸置螺母懸置螺母19彎曲應力的產生原因：彎曲應力的產生原因：鉤頭螺栓鉤頭螺栓被聯接件剛度不夠被聯接件剛度不夠減少彎曲應力措施：減少彎曲應力措施：保證螺紋孔的軸線與支承面垂直保證螺紋孔的軸線與支承面垂直球面墊圈球面墊圈斜墊圈斜墊圈凸臺凸臺沉頭座沉頭座環腰環腰F Fe e抗抗彎彎力力偶偶2 2、減少附加應力、減少附加應力203 3、減少應力集中、減少應力集中（1 1）產生部位：）產生部位： 螺紋的牙根和收尾處以及螺栓頭與栓桿的

13、交界處。螺紋的牙根和收尾處以及螺栓頭與栓桿的交界處。（2 2）措施：）措施： 增大螺紋牙根處圓角半徑；增大螺紋牙根處圓角半徑； 增大螺栓頭桿交界處圓角半徑；增大螺栓頭桿交界處圓角半徑； 在螺紋收尾處用退刀槽在螺紋收尾處用退刀槽 ；4 4、降低應力幅、降低應力幅對于受變載荷的螺栓聯接，疲勞強度取決于應力幅的大小。對于受變載荷的螺栓聯接，疲勞強度取決于應力幅的大小。 可見：可見：減小螺栓剛度減小螺栓剛度C C1 1或增加被聯接件的剛度或增加被聯接件的剛度C C2 2 ，可以減少應力幅；，可以減少應力幅； 同時，要適當增大予緊力。同時，要適當增大予緊力。211211112)(2cccdFFaFcccF