俺也出一道计算练习题——螺栓计算

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记着...这真得好好看看了...

白云大海

30000/880=34mm2
3.14/4*6.6*6.6=34.19
最小处直径约为6.6.

迷糊的虫

1、螺栓所受载荷不是预紧力和受力的和，前面有人也提到了“残余预紧力”，
2、螺栓拉断时必然先拉长了，此时，还有没有“残余预紧力”？希望高手分析。

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考虑控制预紧力，许用应力为800x0.8/1.2=533.3Mpa
螺栓工作时受力533.3/1.3x3.14/4x20.752^2=138681.268N
车小处直径800x3.14/4xd^2x1000000=138681.268N        d=14.86mm
螺栓预紧力为（138681.268-3000x9.8）=109281.268N
拧紧力矩为109281.268x24x0.2/1000=525Nm

夕阳书生

这个我真的不会算。

子子61961

1. 首先是受力分析，细部横截面那里，主要向下受到两个力，
一个是负载3吨 F，另一个是螺母扭紧时产生的轴力 F0。
从前面的回复来看，一些朋友没有注意到 轴力 这一项，
如果通过这个帖子有了轴力的认识，那就是一种收获，
以后没准儿会有用得上的时候。
螺母拧紧后，螺杆时刻都在承受着内部的拉力。
也正是这个拉力，把螺杆螺母拉紧，拉住工件使其紧固。
螺杆内部，首先受到的是这个力，还很大，不容忽视。
至于灵翼大侠提出的轴力为零的工况，不敢说没有，
前面也有讨论，只不过太过极端，工作中一般涉及不到。

2.然后是螺栓断裂时候的力 F1.
这个力等于细部横截面积乘以断裂时的应力。
8.8的螺栓，屈服强度为800*0.8=640N/mm2
在这里看了大家的回帖，关于断裂时的应力，有三种意见，
一种是直接用800，认为这时肯定断裂；
一种是使用640，这时螺栓会被拉伸；
我们一般用的是85%，认为这时候基本螺栓就快不行了，
这里偷偷换个词吧，说 失效，螺栓产生塑形变形，基本就危险了，
或者说我们的工况是反复上下运动，所以才选的应力较低。
作为问题讨论，明白原理就好，能够提出自己的依据就好。

3.最后是螺母拧紧时轴力 F0 的计算
螺母拧紧时，其扭矩是一个重要指标，
直接决定了其产生轴力的大小，以及其是否容易松脱。
扭矩与轴力有对应的计算关系式。
下面计算里面为了省事，选了一个简单的计算公式。
当然还有很多计算方法，比如LIAOYAO大侠的计算里面的式子。
当然关于那个式子，需要注意的是直径不是细部直径而应该用螺纹直径。
其他朋友也有其他公式。
这里注意的是，同样的扭矩，有无平垫弹垫有无润滑油，其轴力是不同的。
这里的轴力也是一个范围，计算结果只是在其范围里而已。

4. 需要考虑得原理如上，最后的计算就是 F+F0=F1。
下面是用Excel 做的计算，用单变量求解，对直径进行试差，最终满足上式结果。
直接计算当然也可以。很多朋友也给出了例子。
这里有一个问题是，选用不同的扭矩，其轴力就不同，计算得到直径就不同。
M24我查到的标准扭矩是640Nm，这里分别按640Nm和400Nm进行了计算。
扭矩较小时，轴力也较小，所以螺母容易松动，
所以在实际工作中，螺母用的是hardlock，来保证其紧固性。
就是说，计算结果不是一个数值，而是直径和扭矩相对应的一组数值。
至于取标准扭矩还是取小一些，抱歉我也没啥定论，欢迎大家讨论。
反正螺母有防松装置，只要别取得太小导致两块板分离，就好了。



这道题是我去年年初在工作时遇到的问题。
那之前我对螺母扭矩和轴力的关系，没什么认识。
通过这道题才了解了这些概念。
写在这里，也希望能给一些朋友提供一点点参考。
一个是认识到有轴力这个的概念，
一个是轴力与螺母扭矩的计算公式，可以到网上找一些。
有这两个收获就好了。
至于残余预紧力，抱歉我没有考虑过那么深，欢迎继续讨论。
我们在工作中用的，就是上面的计算结果。
因为一般负载没达到过3吨，所以暂时没事。

以上

by 子子

itwotwo

子子61961 发表于 2013-7-22 04:27
1. 首先是受力分析，细部横截面那里，主要向下受到两个力，
一个是负载3吨 F，另一个是螺母扭紧时产生的轴 ...

学习中，完全没看明白可能需要慢慢看
有个异议，针对第1点，预紧力F0对拉断力不存在大小对应关系
设拉力机从小到大的拉力为变量F（t）直到拉断
当F<F0时，两板不分离还是紧密联接，当F>=F0后，两板正压力＝0，所有拉力F作用在螺栓上。
所以最后拉断的力应与预紧力（楼主说的轴力？）无关。

浪人tjl

路过学习一下。

逍遥处士

情况远比我们想象的要复杂，8楼、9楼说出了关键所在，那就是如果不考虑螺栓与被连接件的刚度，将无法得到我们想要的结果。
鄙人粗略研究了一下，当被连接件的刚度非常大时，螺栓拉断载荷F1略略大于3吨即可，预紧力F0可以等于3吨。
当被连接件刚度非常小时，拉断载荷 F1 = 3吨 + F0。

建议链接：

螺栓连接是否应该刨去预紧力？
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=217748

在高强度螺栓的螺母下面垫弹性元件（如碟簧），其效果是减小了被连接件的刚度，还是减小了螺栓的刚度：
http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=1448330

螺栓被连接件刚度理论的计算方法
http://www.docin.com/p-442174307.html

逍遥处士