机械设计--螺栓组连接的设计

第十四章 第三节 螺栓组联接的设计与受力分析鼠标双击自动滚屏工程中螺栓皆成组使用，单个使用极少。

因此，必须研究栓组设计和受力分析。

它是单个螺栓计算基础和前提条件。

螺栓组联接设计的顺序——选布局、定数目、力分析、设计尺寸一、结构设计原则1、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利于分度、划线、钻孔），以受力均匀2、受剪螺栓组（铰制孔螺栓联接）时，不要在外载作用方向布置8个以上，螺栓要使其受力均匀，以免受力太不均匀，但弯扭作用螺栓组，要适当靠接缝边缘布局，否则受力太不均3、合理间距，适当边距，以利用扳手装拆4、避免偏心载荷作用a）被联接件支承面不平突起b）表面与孔不垂直c）钩头螺栓联接防偏载措施：a）凸合；b）凹坑（鱼眼坑）；c）斜垫片二、螺栓组联接受力分析目的：——求受力最大载荷的螺栓前提（假设）：①被联接件为刚性不变形，只有地基变形。

②各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同③受力后材料变形在弹性范围内④接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍保持平面1、受横向载荷的螺栓组联接特点：普通螺栓，铰制孔用螺栓皆可用，外载垂直于螺栓轴线普 通 螺 栓 ——受拉伸作用铰制孔螺栓——受横向载荷剪切、挤压作用。

单个螺栓所承受的横向载荷相等靠摩擦传力靠剪切传力2、受横向扭矩螺栓组联接❖靠底板间摩擦传力由静平衡条件∴联接件不产生相对滑动的条件为：则各个螺栓所需的预紧力为❖靠螺杆受剪切传力由底板平衡条件可知由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距离成正比则螺栓所受的最大工作剪力为：3、受轴向载荷螺栓组联接单个螺栓工作载荷为：F=P/ZP——轴向外载Z——螺栓个数四川机电职业技术学院机械工程系 四川省攀枝花市 （0812）6251577。

第六节螺栓组联接的设计第五节讲的是单个螺栓联接中，螺栓的强度问题，主要是螺栓杆的强度。

其中载荷是单个螺栓受到的轴向力或横向力。

实际中，螺栓联接往往是成组使用，而成组使用的螺栓联接（螺栓组）中，各个螺栓的受力往往是不一样的。

这就需要进行受力分析。

主要任务是：分析找出其中受力最大的螺栓及其所受的工作载荷。

（即F），（最终按此最大载荷计算螺栓强度）。

螺纹联接设计包括结构设计和参数设计。

一、螺栓组联接的结构设计1、联接接合面的几何形状应与机器的结构形状相适应。

一般都设计成轴对称的简单几何形状(图所示)，便于加工制造，且使联接的接合面受力比较均匀。

2、螺栓的数目应取为易于分度的数目(如3、4、6、8、12等)，以利于划线钻孔。

同一组螺栓的材料直径和长度应尽量相同，以简化结构和便于装配。

3、应有合理的钉距、边距和足够的板手空间。

4、被联接件上的支承面应做成凸台或沉头座，以免引起偏心载荷而削弱螺栓的强度。

二、螺栓组联接的受力分析 注意：螺栓组设计中：⎪⎩⎪⎨⎧。

的个数应便于等分圆周例如：圆周上均布螺栓③各螺栓应均匀布置。

一样）。

样（②各螺栓的预紧力均一性能等级应均取一致。

①各螺栓的尺寸规格、‘F 分析中假设：⎪⎩⎪⎨⎧围之内③螺栓的变形在弹性范②各螺栓的刚度相同变形①被联接件是刚体，不 1、 受横向力的螺栓组当采用普通螺栓联接时（图a ），靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接（图b ），靠螺杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。

普通螺栓（受拉）按预紧后接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：各螺栓联接接合面的摩擦力相等并集中在螺栓中心处，则根据板的平衡条件得： ∑⋅≥⋅⋅⋅F k Z i F f s 0 ⇒所需预紧力 Zi f F k F s ⋅⋅⋅≥∑式中：f ——接合面的摩擦系数，见教材。

i —－接合面的数目 Z —－螺栓数s k —－可靠性系数，考虑摩擦力不稳定性铰制孔用螺栓（受剪）靠螺栓受剪切和螺栓与孔壁相互挤压传递载荷。

机械设计考研题库螺栓连接螺栓连接是机械设计中常见的一种连接方式，广泛应用于各种机械设备中。

在机械设计考研题库中，螺栓连接的相关题目通常涉及其设计原理、计算方法、失效模式以及螺栓连接的优化设计等方面。

以下是关于螺栓连接的一些关键知识点，可以作为考研题库的参考：# 螺栓连接的基本概念螺栓连接是通过螺栓、螺母和垫圈等元件，将两个或多个被连接件固定在一起的一种连接方式。

螺栓连接具有结构简单、装拆方便、承载能力较大等特点。

# 螺栓连接的类型1. 普通螺栓连接：适用于承受静载荷或变载荷较小的场合。

2. 高强度螺栓连接：适用于承受较大载荷或要求连接紧密的场合。

# 螺栓连接的设计原则1. 确保连接的可靠性，避免连接失效。

2. 考虑螺栓的强度、刚度和稳定性。

3. 选择合适的螺栓材料和规格。

# 螺栓连接的计算方法1. 确定螺栓的预紧力，以保证连接的紧密性。

2. 计算螺栓在工作载荷下的应力状态，包括拉伸应力、剪切应力等。

3. 考虑螺栓的疲劳强度，确保在循环载荷作用下不发生疲劳破坏。

# 螺栓连接的失效模式1. 螺栓断裂：由于过载或材料缺陷等原因导致。

2. 螺纹滑移：由于预紧力不足或被连接件间的摩擦系数减小导致。

3. 螺栓松动：由于振动或温度变化等原因导致。

# 螺栓连接的优化设计1. 选择合适的螺栓材料，提高螺栓的承载能力。

2. 优化螺栓的预紧力，确保连接的可靠性。

3. 设计合理的连接结构，减少螺栓的应力集中。

# 螺栓连接的实验研究1. 通过实验研究螺栓连接的力学性能，如螺栓的屈服强度、抗拉强度等。

2. 分析螺栓连接在不同工况下的失效行为，为螺栓连接的设计提供依据。

# 结论螺栓连接作为一种重要的机械连接方式，在机械设计中占有重要地位。

掌握螺栓连接的设计原理、计算方法和失效模式，对于提高机械设备的可靠性和安全性具有重要意义。

通过对螺栓连接的优化设计和实验研究，可以进一步提高螺栓连接的性能，满足不同工程应用的需求。

通过以上内容，考生可以对螺栓连接有一个全面而深入的了解，为考研答题提供坚实的理论基础。