求助：普通型凸缘联轴器铰制孔的影响

沈石头

! f- v1 `8 R! t: q& k　本人设计中需要选用基本型的凸缘联轴器，查询了卖家的价格后发现还是自制合算，所以需要顺手出个图纸。
参考机械手册四版　GB/T 5843-1986 基本型的联轴器，连轴轴径>40mm时，铰制孔和一般螺栓穿孔数量就不同了，但是公称转矩没有因为联接螺栓的种类和数量的变化而不同，我的轴径是50mm，这个情况下如何选择是用铰制螺栓+3孔or一般4.8级螺栓+6孔？如果需要计算转矩，一般螺栓+6孔联接方式对应的螺栓预紧力是不是有要求？
在这种联接方式下如何计算许用转矩？
是以法兰接触面发生相对滑动时的转矩为许用力矩？
另外铰制螺栓的联接方式，是以受挤压面面积x许用挤压强度x螺栓分布半径x螺栓数量＝许用力矩？
! N5 v8 z" m1 n9 h: d+ D6 \
- m3 |, O* e. F7 z
# Z( X( w  H; P" g# T0 |% a我需要的建议是选铰制孔还是一般孔的设计。

chntod

联轴器应该是先把许用转矩分级，比如10,100,500,1000Nm，然后根据某一种规格比如500Nm来具体设计联轴器的尺寸和螺栓的种类和多少，所以普通螺栓和铰制孔螺栓的数量不一样，但他们的许用转矩一样，因为是由许用转矩来计算具体螺栓数量
' c; A1 U5 Y5 I; h9 N
在联轴器的设计中，应该是以螺栓的摩擦失效或者剪断为条件来计算尺寸，也就是最大许用转矩先使螺栓失效，而不是使轴扭断，所以随意增加螺栓数量也是不对的，到时候螺栓没剪断轴先断了，所以要先知道轴的许用扭矩，再使螺栓失效的转矩小于这个值，这个直接参考手册上的数据好了，看50直径的联轴器有多大的许用转矩(这个就是螺栓失效的数值)

然后再以手册上的这个数据来计算所需要的螺栓种类和数量，或者直接用手册上的规格再校核，或者自己来计算和选用，对于普通螺栓就是要求出螺栓数量，规格，预紧力大小，对于铰制孔螺栓就是数量和规格，铰制孔主要是受剪力，资料上说铰制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以数量用的就少

沈石头

chntod 发表于 2012-5-10 17:43
联轴器应该是先把许用转矩分级，比如10,100,500,1000Nm，然后根据某一种规格比如500Nm来具体设计联轴器的尺 ...

这么说我的计算方式没有错？“资料上说铰制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以数量用的就少”这是哪个资料说的？ 谢谢哈～

chntod

沈石头 发表于 2012-5-10 18:38
4 O3 r& q& H% n- Q7 l4 t  k9 n这么说我的计算方式没有错？“资料上说铰制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以数量用的就少”这是 ...

. T! i' X: o: Z$ T就是百度"铰制孔螺栓"来的...{:soso_e127:}  不过我觉得也对，因为普通螺栓的摩擦力最大是屈服强度X螺栓面积X摩擦系数，而铰制孔螺栓的剪切力是剪切强度X螺栓面积，屈服强度与剪切强度比较相近，但摩擦系数是0.1级别的，所以前者比后者小

沈石头

% ~! R3 ?# E' q. a, B, W

chntod 发表于 2012-5-10 18:47
2 s  l+ e' ^8 Q! h8 x- w: y6 E3 P就是百度"铰制孔螺栓"来的...  不过我觉得也对，因为普通螺栓的摩擦力最大是屈服强度X螺栓面 ...

) J# Q! C+ W1 K5 [+ ^4 z1.普通螺栓在联轴器这里失效的形式是轴向的屈服先还是滑牙先？
   如果是屈服先，计算的最大轴向拉力是屈服强度乘以轴向有效面积，六个普通螺栓所能提供的最大预紧力就是前面乘积结果 的六倍么？
" P9 |- N3 ?1 R  w( _9 n以联轴器YL9为例，4.8级M10螺栓保证载荷为18000N,铸铁对铸铁的摩擦系数为0.15，螺栓分布半径为115/2=57.5mm，6个螺栓，因此许用转矩为18000Nx6x0.15x0.0575m=931.5Nm,手册数据是400Nm
( L( `, j4 ~: Y: [  K" V2 ^/ L' x
2.等级4.8级的螺栓，螺栓材质公称抗拉强度达400MPa；螺栓材质的屈强比值为0.8； 钢的抗挤压强度是屈服强度的0.8,抗剪是屈服强度的0.4，则铰制螺栓的挤压强度为256MPa，抗剪强度为128MPa,作为半联轴器材料之一的HT200的抗拉强度为200MPa,抗挤压强度为抗拉强度的0.4倍，则为80MPa。在这样的情况下是半联轴器受挤压先破坏，所以铰制螺栓用HT200作为半联轴器时，计算该以“铰制螺栓被挤压的长度”x最小直径x80MPa。手册上没有法兰厚度，所以无法验证这个公称转矩值的来源。手册上该内容的选型表格后面的小字注明数据是来自材料为铸铁的联轴器。

chntod

沈石头 发表于 2012-5-10 20:29
2 V* \* p. \8 z! S8 d1 \1.普通螺栓在联轴器这里失效的形式是轴向的屈服先还是滑牙先？
1 u- z/ d, b% a2 P0 ^   如果是屈服先，计算的最大轴向拉力是 ...

% a% `  S& q0 i" T: i+ |) }6 P1.有几个螺栓应该就是几倍的摩擦力，具体详细计算时螺栓的保证最大拉力可能与实际有出入，因为不好保证预紧力有多大，这样就有个折扣，然后再加上1.2~1.5倍的安全系数，差不多就是400Nm了，呵...

0 N8 c6 Z, a  [2.按照金属结构中给出的参考，抗挤压强度是屈服强度的1.4倍，剪切强度是屈服强度的0.58倍，直观上理解抗挤压的强度应该也高，所以铰制孔螺栓的失效形式一般是剪断而不是挤压破坏，这个建议你再查一下其他资料以作参考
) R! \3 ?" a- W

沈石头

chntod 发表于 2012-5-10 22:16
9 K! Q/ j' Y) m8 w; }3 C; I1.有几个螺栓应该就是几倍的摩擦力，具体详细计算时螺栓的保证最大拉力可能与实际有出入，因为不好保证预 ...

# \- C. O" F- M  u3 ^& G. D1.对于六个螺栓共同拉紧，如果预紧程度有差异，总预紧力是小于6倍的单个允许最大拉力。算上安全系数确实有可能等于400Nm,不过对其中的折合系数和安全系数取值大小和计算方法比较感兴趣，不知道是来自实验结果，还是用概率类的数据分析结果
2.铰制孔螺栓受横向载荷，校核螺杆与孔壁的挤压应力，许用挤压应力来自机械设计手册：

, ^& f' i& r  B/ G5 S3 V) b许用挤压应力和抗压强度是否是不同的两个量？以前没遇到过计算抗压的例子，只知道一般较短的金属刚件抗压比抗拉强，尤其是脆性材料，如铸铁类的。
$ m. d/ v9 X3 v0 n

mengyuang3

铰制孔靠螺栓靠剪切，光孔靠预紧力，选铰制孔，需要校核螺栓直径，光孔需要保证预紧力...

沈石头

mengyuang3 发表于 2012-5-11 11:57
  V, i7 y+ l0 a4 z! d铰制孔靠螺栓靠剪切，光孔靠预紧力，选铰制孔，需要校核螺栓直径，光孔需要保证预紧力...

那么在公称转矩相同的情况下是选铰制螺栓还是选一般螺栓？如果这两个方案作用相同，其中一个就没有可选的价值。手册上把这两个方案都列出来的目的是什么？

mengyuang3

沈石头 发表于 2012-5-11 16:52
那么在公称转矩相同的情况下是选铰制螺栓还是选一般螺栓？如果这两个方案作用相同，其中一个就没有可选的 ...

用铰制孔螺栓是为了保证对中性，光孔螺栓不需要，两种形式所适用的联轴器型号不同