螺栓连接布置基本一样,看看以下知识可能对你有用螺栓组连接结构设计的主要目的,在于合理地确定连接合面的几何形状和螺栓的布置形式,力求各螺栓和连接接合面间受力均匀,便于加工和装配。 1)连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状,如圆形、环形、矩形、框形、三角形等。这样不但便于加工制造,而且便于对称布置螺栓使螺栓组的对称中心和连接接合面的形心中心重合,从而保证连接接合面受力比较均匀。 2)螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓连接,不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置8个以上的螺栓,以免载荷分布过于不均。当螺栓连接承受弯矩或转矩时,应使螺栓的位置适当靠近连接接合面的边缘,以减小螺栓的受力。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷,应采用销、套筒、键等抗剪零件来承受横向载荷,以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 3)螺栓的排列应有合理的间距、边距。布置螺栓时,各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离,应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要连接,螺栓的距离也可以查表获得。 4)分布在同一圆周上的螺栓数目,应取4、6、8等偶数,以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料、直径和长度均应相同。 5)避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上没法保证载荷不偏心外,还应在工艺上保证被轴线相垂直。在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时,应制成凸台或沉头座。当支承面为倾斜表面时,应采用斜面垫圈,特殊情况下,也可采用球面垫圈等。
楼主的问题,是机械上一个很常见、较简单的方法;一般的机械设计,都是采用经验法来确定的,即“按照以前的做法”来确定,没有具体的计算和验算过程。
下面给楼主一些螺纹联接设计的简单介绍。
首先,选螺纹。联接、紧固所用的螺纹基本上是圆柱单线右旋三角螺纹。
其他特殊要求的,在此不介绍了。
第二,螺栓联接的类型与防松。
1主要类型有:普通螺栓联接、配合螺栓联接。
2防松装置。
在静载荷下,一般联接螺纹都能满足自锁条件,加上螺母和螺栓头部支撑面的摩擦力矩,螺旋副不会松脱,但是在变载荷、冲击和振动的作用下,很可能松脱。
常用防送装置和方法有:采用对顶螺母,弹簧垫圈,锁紧垫圈;采用非金属嵌件锁紧螺母,扣紧螺母,自索螺母;采用止动垫圈,采用头部带孔螺栓与串联钢丝;采用铆、焊、粘等永久防松法。
3螺栓组结构设计要点
(1)布置方案:尽量采用对称的布置方案,使受力分析简化、加工制造方便。
(2)材料和尺寸:同一螺栓组中各螺栓尽量采用完全相同的材料及热处理方法、相同的尺寸规格,使受力分析简化,备件简化,装配方便。
(3)间距和扳手空间:一般间距t0≥(5~10)d,(d为螺栓直径),有紧密要求时,t0≤(25~5)d;压力容器的螺栓间距一般由经验值推荐值(由于不方便,表格在这里不提供了~)按工作压力和螺栓直径来确定,扳手空间要求要求间距、边距足够大,具体数据可以查有关设计手册。
[以下方法确定螺栓的直径]
4螺纹联接的预紧:
绝大多数的螺纹联接要在工作(受载)前拧紧,以提高联接的可靠性和防松能力,也是为了提高螺栓的疲劳强度。重要的联接预紧力和拧紧力的大小应能控制。
(由于此处有较多公式,不便上传,简单介绍)
5螺栓组联接的受力分析:(略)
6初定螺栓直径:
选安全系数S、Sτ、Sp:可在机械设计手册上查出不同载荷性质、受力条件、松紧联接条件下的安全系数S。
许用拉应力[σ]、许用剪切应力[τ]、许用挤压应力[σp]:
[σ]=σs/S
[τ]=σs/Sτ
[σp]=σs/Sp
σs为螺栓的屈服极限,可在“螺栓、螺钉、螺柱性能等级及推荐材料”的标准(机械手册)中查的。
则直径d可在以下公式中求的:
(1)τ=[4F/(πddm)]≤[τ]
σp=[F/(hd)]≤[σp]
F、m——螺栓联接中的一个螺栓的m个剪切面承受的工作剪力F。
d——螺栓直径
(2)σ=[4F/(πdd)]≤[σ]
F——螺栓所受的轴向力
d——螺栓直径。
由以上三个公式(三个公式不一定同时存在,视条件)可确定螺栓直径的最小值d,而且这个d也只是螺栓的小径的最小值,再根据手册查出螺栓的公称直径。
7螺栓的疲劳强度校核:(略)
1 首先是看螺栓组是否满足构造要求,如下所示: 2 其次分析螺栓组整体受力,是螺栓组抗拉还是抗剪。如果是抗拉,计算受力最不利的单个螺栓,其抗拉承载力是否满足要求。如果是抗剪,计算受力最不利的单个螺栓其受剪承载力和连接件的局部承压承载力,取两者的较小者与所受最大剪力比较,看是否满足要求。 3 注:上面2说的是普通螺栓组的计算要求,高强螺栓组计算与之不同,摩擦型要注意摩擦面的抗滑移系数、承压型要注意预拉力。详见钢结构设计规范第72节。
螺栓的接合面是指与螺栓相邻个体间相互接触的面。
螺栓:机械零件,配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,又可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。
螺栓组联接结构设计的主要目的:在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式,力求各螺栓和联接接合面间受力均匀,便于加工和装配。
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