pmax 1.87MPa [ p ]铸铁 87.75MPa 不会压溃。
(2) 紧密性计算(接合面上端)
p min

zQp A

M W
1
CL CL CF


0
预紧后受独立翻转 力矩M作用的表述
p min

zQp' A

M W
1
CL CL CF
按图中螺栓布置结构，设计螺栓连接。
解： 1) 外力分析
按理论力学原
理,外力P向结
构中心移植
F
M
R
结构中心
轴向力F P sin 4800sin 50 3677N 横向力R P cos 4800 cos 50 3085N
翻转力矩M 160F 150R 1051070Nmm
3) 不打滑设计和预紧力计算
在横向力R和轴向力F作用下，不打滑设
计条件，确定预紧力
fzQP K f R
预紧后受独 立横向力R作
用的表述
fzQP' K f R
接合面的剩余预紧力QP'

QP

CF CF CL
F1
预紧后受横向力 R和轴向力作用
的表述
fz QP


CF CF CL
[ ] s / S 240 /1.5 160MPa
计算螺栓小径d1
41.3Q
[ ]
41.3 7464 8.79mm
160
查螺纹标准,M10,d 10mm, d1=8.917>8.79mm
6) 接合面工作能力校核 (1) 挤压强度(接合面下端)
预紧后受独立翻转 力矩M作用的表述


0
预紧后受翻转力 矩M和轴向力F作
用的表述
代入接合面的剩余预紧力QP'

QP

CF CF CL
F1 , 后整理得
p min

zQp A

CF CL CFBiblioteka M WF A


0
书中的 表述式
pmin 0.87MPa 0
接合面不会出现间隙。
F1


Kf
R
书中的 表述式
f
zQP
CF CF CL
zF1

f
zQP
CF CF CL
F

KfR
取f
0.15, CL CF CL
0.2, CF CF CL
1 CL CF CL
0.8, K f
1.2
螺栓联接习题详解
1 螺栓连接组的受力分析
●解决的问题：连接组中最大受力，连接组的功能失效
●可能的外力：轴向力F，横向力R，扭矩T，翻转力矩M
●螺栓连接的受力类型：松螺栓、紧螺栓、受剪螺栓 ●类型和受力的对应关系：
(1)
松螺栓
轴向力F
受剪螺栓 横向力R
紧螺栓
轴向力F， 横向力R，扭矩T，翻转力矩M
(2)
轴向力F
松螺栓 紧螺栓
横向力R 受剪螺栓 紧螺栓
扭矩T
紧螺栓
翻转力矩M 紧螺栓
●对于紧螺栓单个类型的外力，有明确的计算公式，但当多个外 力同时作用时，问题变得复杂，是学习的难点、重点。
2 例题
图示铸铁托架，载荷P=4800N,角度50°， 结构尺寸h=340mm, b=150mm。
立柱 s 235MPa;铸铁托架 B 195MPa
p max

zQp A

M W
1
CL CL CF

[ p ]
p max

zQp' A

M W
1
CL CL CF

[ p ]
预紧后受翻转力 矩M和轴向力F作
用的表述
接合面的剩余预紧力QP'

QP

CF CF CL
F1
p max
2) 螺栓工作拉力分析
F M
R
结构中心
轴向力F引起, F1 F / z 3677 / 4 919N
翻转力矩M引起, F2

ML max
z/2
2 L2i
i 1

1051070 280 /
4


280 2
2
2
1877N
工作拉力F F1 F2 =919+1877=2796N
所需要的预紧力QP

1
z

Kf f
R

CF CF CL
F


6905N
4) (最大受力)螺栓总拉力Q
Q

QP

CL CF CL
F

6905 0.2 2796

7464N
5) 螺栓直径的计算
4 1.3Q
d1 [ ]
许用应力[ ]的确定 : 选择螺栓性能级别为4.6级, 得 s 240MPa,安全系数S 1.5,

z A

QP

CF CF CL
F1

M W
1
CL CL CF

[ p ]
p max

zQP A
CF CF CL
zF1 M AW
CF CL CF
[ p ]
p max

zQP A
CF CF CL
M W

zF1 A


[
p
]
接合面面积A 150 (340 220) 18000mm2,
接合面抗弯截面模量W 150 (3402 2202 ) 1680000mm3 6
铸铁挤压许用应力[ p ]铸铁 0.45 B 0.45195 87.75MPa
书中的 表述式