（毕设全套）螺栓组联接实验台改进设计（含CAD图纸）

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螺栓组联接实验台改进设计摘要步骤螺栓组结构设计螺栓受力分析螺栓联接的强度计算确定螺栓直径校核螺栓所需的预紧力是否合适确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在托架上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。螺栓组联接的结构设计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。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题联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联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。螺栓的布置应使各螺栓的受力合理，当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，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时，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。螺栓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。分布在同圆周上的螺栓数目，应取成，等偶数，以便在圆周上钻孔时分度和画线。同螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。螺栓组联接的受力分析受横向载荷的螺栓组联接图所示为由个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷，假设在横向总载荷的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。图受横向载荷的螺栓组联接式中为螺栓联接数目本设计对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。假设各螺栓所需要的预紧力均为，螺栓数目为，则其平衡条件为式中接合面间的摩擦系数，见下表接合面数图中，防滑系数，.所以螺栓所受到的预紧力为表被联接件接合面的表面状态摩擦系数钢或铸铁零件干燥的加工表面有油的加工表面钢结构轧制表面，钢丝刷清理浮锈涂富锌漆喷砂处理钢铁对砖料，混凝土或木材干燥表面轴向载荷的螺栓组联接与螺栓轴线平行，且过螺栓组联接形心。计算时，认为各螺栓平均受载。则每个螺栓所受轴向工作载荷为受转矩的螺栓组联接如下图所示，转矩作用在联接接合面内，在转拒的作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线转动。为了防止底板转动，可以采用普通螺栓联接，也可以采用铰制孔用螺栓联接。其传力方式和受横向载荷的螺栓组联接相同。图采用普通螺栓联接时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩。假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为，则各螺栓联接处产生的摩擦力均相等，并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心处。由上式可得各螺栓所需的预紧力为式中接合面的摩擦系数，见表第个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离螺栓数目防滑系数，.采用配合螺栓联接时，在转矩的作用下，各螺栓受到剪切和挤压作用，各螺栓所受的横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心的连线即力臂。相垂直图。为了求得各螺栓的工作剪力的大小，计算时假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面。则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离成正比。即距螺栓组对称中心越远，螺栓的剪切变形量越大。如果各螺栓的剪切刚度相同，则螺栓的剪切变形量越大时，其所受的工作剪力也越大。如图所示，用分别表示第个螺栓和受力最大螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离。分别表示第个螺栓和受力最大螺栓的工作剪力，则得根据作用在底板上的力矩平衡的条件得即联解式及，可求得受力最大的螺栓的工作剪力为螺栓联接的强度计算承受预紧力的紧螺栓联接图承受预紧力的紧螺栓联接紧螺栓联接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。因此，进行强度计算时，应综合考虑拉伸应力和扭转切应力的作用。螺栓危险截面的拉伸应力为所以螺栓危险截面的扭转切应力为对于的钢制螺栓，可取由于螺栓材料是塑性的，可根据第四强度理论，求出螺栓预紧状态下的计算应力为.由此可见，对于普通螺纹的钢制紧螺栓联接，在拧紧时虽同时承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时，可只按拉伸强度计算，并将所受的拉力预紧力增大来考虑扭转的影响。当普通螺栓联接承受横向载荷时，由于预紧力的作用，将在接合面间产生摩擦力来抵抗工作载荷。这时，螺栓仅承受预紧力的作用，而且，预紧力不受工作载荷的影响，在承受工作载荷后仍保持不变。预紧力的大小，根据接合面不产生相对滑移的条件确定。螺栓危险截面的拉伸强度条件式为这种靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接，要求保持较大的预紧力，结果必然使螺栓的结构尺寸增加。此外，在振动冲击或变载荷下，由于摩擦系数的变动，将使联接的可靠性降低，有可能出现松脱。为避免上述缺陷，可用各种减载零件来承担横向工作载荷，螺栓联接只保证联接，不再承受工作载荷，因此预紧力不必很大。承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接这种紧螺栓联接承受轴向拉伸载荷后，由于螺栓和被联接件的弹性变形，螺栓所受的总拉力并不等于预紧力和工作拉力之和。根据理论分析，螺栓的总拉力除和预紧力工作拉力有关外，还受到螺栓刚度和被联接件刚度等因素影响图承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接图为保证联接的紧密性，防止联接受载后接合面间产生缝隙有紧密性要求的联接，般联接，工作载荷稳定时，工作载荷不稳定时，地脚螺栓，。