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联接螺栓强度计算方法

联接螺栓的强度计算方法连接螺栓的选用及预紧力: 已知条件:螺栓的s =730MPa 螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、拧紧力矩:为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动,装配时需要预紧。

其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。

装配时可用力矩扳手法控制力矩。

公式:T=T1+T2=K**d 拧紧扳手力矩T=49N.m其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K 值 有润滑无润滑 精加工表面 0.1 0.12 一般工表面 0.13-0.15 0.18-0.21 表面氧化 0.2 0.24 镀锌 0.18 0.22 粗加工表面-0.26-0.3取K =0.28,则预紧力=T/0.28*10*10-3=17500N0F 0F 0F 0F承受预紧力螺栓的强度计算: 螺栓公称应力截面面积As (mm )=58mm 2外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm 计算直径d3=8.16mm螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm紧螺栓连接装配时,螺母需要拧紧,在拧紧力矩的作用下,螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外,还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力,使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。

=17500N/58*10-6m 2=302MPa剪切应力:=0.5=151MPa根据第四强度理论,螺栓在预紧状态下的计算应力:=1.3*302=392.6MPa强度条件:=392.6730*0.8=58401sF A σ=1σ≤()2031tan 216v Td F T W dϕρτπ+== 1.31ca σσ≈[]211.34F ca dσσπ=≤预紧力的确定原则:拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。

倾覆力矩倾覆力矩M 作用在连接接合面的一个对称面内,底板在承受倾覆力矩之前,螺栓已拧紧并承受预紧力F 0。

作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M 平衡。

已知条件:电机及支架总重W1=190Kg ,叶轮组总重W2=36Kg ,假定机壳固定,电机及支架、叶轮组重心到机壳左侧结合面L=194mm. 考虑冲击载荷,倾翻力矩M 为:M=W1*(1+6.7)*0.22-W2*(1+6.7)*0.118=190*7.7*0.22-36*7.7*0.118=319.64N.m L1=0.258m L2=0.238m L3=0.166 L4=0.099m螺栓最大工作载荷:=167.26N 式中:M ……螺栓组承受的总倾覆力矩(N.m ) i ……每行螺栓数量L ……螺栓到接合面对称轴到距离(m); z ……螺栓数量;承受预紧力和工作载荷联合作用螺栓的强度计算: 螺栓的最大拉力F==17500+0.3*167.26=17550N 螺栓的最大拉伸应力σ2(MPa)。

=17550N/58*10-6m 2=302.58MPas σ12222112233442222ML Fa i L i L i L i L =+++2222319.64x0.2582x1x0.2582x2x0.2382x2x0.1662x2x0.099Fa =+++0F (1/12)c c c Fa++2sFA σ=剪切应力:=0.5=151.29MPa根据第四强度理论,螺栓在预紧状态下的计算应力:=1.3*302.58=393.35MPa 强度条件:=393.35730*0.8=584MPa预紧力的确定原则:拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。

6.只考虑预紧力作用,螺纹牙根部的强度计算: 1).螺纹牙根部的剪切强度计算:=17500Nσb —抗拉强度700Mpa d3=8.16mm b=1.12mm=76Mpa =438Mpa2σ≤s σ0F []730*0.6τ≤=()231tan 216v Td F T W dϕρτπ+== 1.32ca σσ≈[]211.34Fca d σσπ=≤0175003.14*3** 3.14*8.16*1.12*8F d b Z τ==2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.122=3*17500/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204Mpa b=700Mpa 7.考虑预紧力和工作载荷联合作用,螺纹牙根部的强度计算: 1).螺纹牙根部的剪切强度计算: 螺栓的最大拉力F==17500+0.3*167.26=17550Nd3=8.16mm b=1.12mm=76.44Mpa =438Mpa2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.122=3*17550/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204.76Mpa b=700Mpa 结论:后盖板与机壳联接螺栓强度满足要求。

进风箱柜与机壳连接螺栓的选用及预紧力: 1.已知条件:螺栓的s =730MPa 螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、螺纹连接的拧紧力矩:为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动,装配时需要预紧。

其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。

装配时可用力矩扳手法控制力矩。

0F []σ≤0F (1/12)c c c Fa++[]730*0.6τ≤=F []σ≤175503.14*3** 3.14*8.16*1.12*8F d b Z τ==公式:T=T1+T2=K**d 拧紧扳手力矩T=49N.m其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm取K =0.28,则预紧力=T/0.28*10*10-3=17500N3.只承受预紧力螺栓的强度计算: 螺栓公称应力截面面积As (mm )=58mm 2外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm 计算直径d3=8.16mm螺纹原始三角形高度H=1.29mm紧螺栓连接装配时,螺母需要拧紧,在拧紧力矩的作用下,螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外,还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力,使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。

=17500N/58*10-6m 2=302MPa0F 0F 0F 0F 01sF A σ=剪切应力:=0.5=151MPa根据第四强度理论,螺栓在预紧状态下的计算应力:=1.3*302=392.6MPa强度条件:=392.6730*0.8=584MPa预紧力的确定原则:拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。

4.倾翻力矩已知条件:进风箱柜总重52Kg,重心距结合面120mm 则倾翻力矩M 为:M=(W*L =52*(1+6.7)*0.12=41.904*7.7Kg.m=480N.m L1=0.258m L2=0.238m L3=0.166 L4=0.099m螺栓最大工作载荷: =243N1σ≤s σ12222112233442222ML Fa i L i L i L i L =+++2222480x0.2582x1x0.2582x2x0.2382x2x0.1662x2x0.099Fa =+++()2031tan 216v Td F T W dϕρτπ+== 1.31ca σσ≈[]211.34F ca d σσπ=≤式中:M ……螺栓组承受的总倾覆力矩(N.m ) i ……每行螺栓数量L ……螺栓到接合面对称轴到距离(m);z ……螺栓数量;5.承受预紧力和工作载荷联合作用螺栓的强度计算: 螺栓的最大拉力F==17500+0.3*243=17572.9N 螺栓的最大拉伸应力σ2(MPa)。

=17572.9N/58*10-6m 2=302.98MPa剪切应力:=0.5=151.5MPa根据第四强度理论,螺栓在预紧状态下的计算应力:=1.3*302.98=393.87MPa 强度条件:=393.87730*0.8=584预紧力的确定原则:拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。

6.只考虑预紧力作用,螺纹牙根部的强度计算:F (1/12)c c c Fa++2sF A σ=2σ≤s σ()231tan 216v Td F T W dϕρτπ+== 1.32ca σσ≈[]211.34Fca dσσπ=≤1).螺纹牙根部的剪切强度计算:=17500Nd3=8.16mm b=1.12mm=76Mpa =438Mpa2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.122=3*17500/3.14*8.16*8*1.12*1.12=204Mpa b=700Mpa 7.考虑预紧力和工作载荷联合作用,螺纹牙根部的强度计算: 1).螺纹牙根部的剪切强度计算: 螺栓的最大拉力F==17500+0.3*243=17572.9Nd3=8.16mm b=1.12mm=76.5Mpa =438Mpa2)螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: σb =3h/3.14*d3*8*1.122=3*17572.9/3.14*8.16*8*1.12*1.12=205Mpa b=700Mpa 结论:进风箱柜与机壳连接螺栓强度满足要求。

三.叶轮轴盘与叶轮连接螺栓的选用及预紧力: 1.已知条件:F []730*0.6τ≤=0F []σ≤0F (1/12)c c c Fa++[]730*0.6τ≤=F []σ≤0175003.14*3** 3.14*8.16*1.12*8F d b Z τ==17572.93.14*3** 3.14*8.16*1.12*8F d b Z τ==螺栓的s =730MPa螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、螺纹连接的拧紧力矩:为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动,装配时需要预紧。

其拧紧扳手力矩T 用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。

装配时可用力矩扳手法控制力矩。

公式:T=T1+T2=K**d 拧紧扳手力矩T=49N.m其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 其中K 为拧紧力矩系数,为预紧力Nd 为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K 值 有润滑无润滑 精加工表面 0.1 0.12 一般工表面 0.13-0.15 0.18-0.21 表面氧化 0.2 0.24 镀锌 0.18 0.22 粗加工表面-0.26-0.3取K =0.28,则预紧力=T/0.28*10*10-3=17500N3.只承受预紧力螺栓的强度计算: 螺栓公称应力截面面积As (mm )=58mm 2外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm 计算直径d3=8.16mm0F 0F 0F 0F螺纹原始三角形高度H=1.29mm紧螺栓连接装配时,螺母需要拧紧,在拧紧力矩的作用下,螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外,还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力,使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

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