螺纹联接件许用应力的优化探讨

螺纹联接的许用应力[σ]和安全系数S 见表4.11 和表4.12。

表4.11　螺纹联接的许用应力［σ］

表4.12　紧螺栓联接的安全系数S（不控制预紧力时）

【任务描述一】

如图4.28 所示为一凸缘联轴器。已知用8 个普通螺栓联接，凸缘厚均为h=30 mm，螺栓中心圆直径D=195 mm，联轴器传递的转矩T=1.1 kN·m，结合面间摩擦系数为0.2，可靠性系数C=1.2。

（1）试确定普通螺栓的直径。

（2）保持其他条件不变，若改用铰制孔螺栓联接，试确定铰制孔螺栓的直径。

图4.28　凸缘联轴器中的螺栓联接

【任务分析】

该联接属于受横向载荷的紧螺栓联接，即可采用普通螺栓，有可采用铰制孔螺栓。首先确定每个螺栓联接处受到的外载荷，然后用相应的强度公式确定螺栓的直径。此外，要会查表、查手册，考虑参数的确定及材料的确定等。

【任务实施】

该联接属于受横向载荷的紧螺栓联接，设计计算过程见表4.13。

表4.13　设计计算过程

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【任务描述二】

如图4.29 所示，机座用4 个螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力F=4 kN，作用在宽度140 mm 的中间平面上，α=45°，混凝土的许用压应力[σ]p=2 MPa，接合面间的摩擦系数f=0.3，试设计此联接。

图4.29　机座固定螺栓

【任务分析】

任务中的机座联接是受到一个斜向下的拉力的紧螺栓联接。设计时，可把此拉力F 分解为沿螺栓轴线的轴向力Fx 和垂直于螺栓轴线的横向载荷Fy 再把横向力Fy 平移到机座与机壁的结合面上。由此可知，螺栓组受到轴向力Fx、横向载荷Fy 和倾覆力矩M 3 种载荷共同作用。设计计算时，只要分别计算出螺栓组在3 种简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后将它们以向量形式叠加，得到每个螺栓的总工作载荷。确定受力最大的螺栓及其载荷后，再进行单个螺栓的强度计算。

设计时，注意还要校核混凝土壁面的受压情况，机座与机壁结合的紧密程度。

【任务实施】

设计计算过程见表4.14。

表4.14　设计计算过程

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