俺也出一道計算練習(xí)題——螺栓計算

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記著...這真得好好看看了...

白云大海

30000/880=34mm2
3.14/4*6.6*6.6=34.19
最小處直徑約為6.6.

迷糊的蟲

1、螺栓所受載荷不是預(yù)緊力和受力的和，前面有人也提到了“殘余預(yù)緊力”，
2、螺栓拉斷時必然先拉長了，此時，還有沒有“殘余預(yù)緊力”？希望高手分析。

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考慮控制預(yù)緊力，許用應(yīng)力為800x0.8/1.2=533.3Mpa
螺栓工作時受力533.3/1.3x3.14/4x20.752^2=138681.268N
車小處直徑800x3.14/4xd^2x1000000=138681.268N        d=14.86mm
螺栓預(yù)緊力為（138681.268-3000x9.8）=109281.268N
擰緊力矩為109281.268x24x0.2/1000=525Nm

夕陽書生

這個我真的不會算。

子子61961

1. 首先是受力分析，細部橫截面那里，主要向下受到兩個力，
一個是負載3噸 F，另一個是螺母扭緊時產(chǎn)生的軸力 F0。
從前面的回復(fù)來看，一些朋友沒有注意到 軸力 這一項，
如果通過這個帖子有了軸力的認識，那就是一種收獲，
以后沒準兒會有用得上的時候。
螺母擰緊后，螺桿時刻都在承受著內(nèi)部的拉力。
也正是這個拉力，把螺桿螺母拉緊，拉住工件使其緊固。
螺桿內(nèi)部，首先受到的是這個力，還很大，不容忽視。
至于靈翼大俠提出的軸力為零的工況，不敢說沒有，
前面也有討論，只不過太過極端，工作中一般涉及不到。

2.然后是螺栓斷裂時候的力 F1.
這個力等于細部橫截面積乘以斷裂時的應(yīng)力。
8.8的螺栓，屈服強度為800*0.8=640N/mm2
在這里看了大家的回帖，關(guān)于斷裂時的應(yīng)力，有三種意見，
一種是直接用800，認為這時肯定斷裂；
一種是使用640，這時螺栓會被拉伸；
我們一般用的是85%，認為這時候基本螺栓就快不行了，
這里偷偷換個詞吧，說 失效，螺栓產(chǎn)生塑形變形，基本就危險了，
或者說我們的工況是反復(fù)上下運動，所以才選的應(yīng)力較低。
作為問題討論，明白原理就好，能夠提出自己的依據(jù)就好。

3.最后是螺母擰緊時軸力 F0 的計算
螺母擰緊時，其扭矩是一個重要指標，
直接決定了其產(chǎn)生軸力的大小，以及其是否容易松脫。
扭矩與軸力有對應(yīng)的計算關(guān)系式。
下面計算里面為了省事，選了一個簡單的計算公式。
當然還有很多計算方法，比如LIAOYAO大俠的計算里面的式子。
當然關(guān)于那個式子，需要注意的是直徑不是細部直徑而應(yīng)該用螺紋直徑。
其他朋友也有其他公式。
這里注意的是，同樣的扭矩，有無平墊彈墊有無潤滑油，其軸力是不同的。
這里的軸力也是一個范圍，計算結(jié)果只是在其范圍里而已。

4. 需要考慮得原理如上，最后的計算就是 F+F0=F1。
下面是用Excel 做的計算，用單變量求解，對直徑進行試差，最終滿足上式結(jié)果。
直接計算當然也可以。很多朋友也給出了例子。
這里有一個問題是，選用不同的扭矩，其軸力就不同，計算得到直徑就不同。
M24我查到的標準扭矩是640Nm，這里分別按640Nm和400Nm進行了計算。
扭矩較小時，軸力也較小，所以螺母容易松動，
所以在實際工作中，螺母用的是hardlock，來保證其緊固性。
就是說，計算結(jié)果不是一個數(shù)值，而是直徑和扭矩相對應(yīng)的一組數(shù)值。
至于取標準扭矩還是取小一些，抱歉我也沒啥定論，歡迎大家討論。
反正螺母有防松裝置，只要別取得太小導(dǎo)致兩塊板分離，就好了。



這道題是我去年年初在工作時遇到的問題。
那之前我對螺母扭矩和軸力的關(guān)系，沒什么認識。
通過這道題才了解了這些概念。
寫在這里，也希望能給一些朋友提供一點點參考。
一個是認識到有軸力這個的概念，
一個是軸力與螺母扭矩的計算公式，可以到網(wǎng)上找一些。
有這兩個收獲就好了。
至于殘余預(yù)緊力，抱歉我沒有考慮過那么深，歡迎繼續(xù)討論。
我們在工作中用的，就是上面的計算結(jié)果。
因為一般負載沒達到過3噸，所以暫時沒事。

以上

by 子子

itwotwo

子子61961 發(fā)表于 2013-7-22 04:27
1. 首先是受力分析，細部橫截面那里，主要向下受到兩個力，
一個是負載3噸 F，另一個是螺母扭緊時產(chǎn)生的軸 ...

學(xué)習(xí)中，完全沒看明白可能需要慢慢看
有個異議，針對第1點，預(yù)緊力F0對拉斷力不存在大小對應(yīng)關(guān)系
設(shè)拉力機從小到大的拉力為變量F（t）直到拉斷
當F<F0時，兩板不分離還是緊密聯(lián)接，當F>=F0后，兩板正壓力＝0，所有拉力F作用在螺栓上。
所以最后拉斷的力應(yīng)與預(yù)緊力（樓主說的軸力？）無關(guān)。

浪人tjl

路過學(xué)習(xí)一下。

逍遙處士

情況遠比我們想象的要復(fù)雜，8樓、9樓說出了關(guān)鍵所在，那就是如果不考慮螺栓與被連接件的剛度，將無法得到我們想要的結(jié)果。
鄙人粗略研究了一下，當被連接件的剛度非常大時，螺栓拉斷載荷F1略略大于3噸即可，預(yù)緊力F0可以等于3噸。
當被連接件剛度非常小時，拉斷載荷 F1 = 3噸 + F0。

建議鏈接：

螺栓連接是否應(yīng)該刨去預(yù)緊力？
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=217748

在高強度螺栓的螺母下面墊彈性元件（如碟簧），其效果是減小了被連接件的剛度，還是減小了螺栓的剛度：
http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=1448330

螺栓被連接件剛度理論的計算方法
http://www.docin.com/p-442174307.html

逍遙處士