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关于仅受预紧力的螺栓强度校核

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发表于 2017-3-27 11:33:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 xxjjqq414 于 2017-3-27 12:25 编辑
1 l1 L; D. W) O- u" t1 T4 N# I- F7 a4 N2 [8 f( e# g" ]% i
首先给出成大先版机械设计手册,具体如下:  节选P 5-66    表5-1-63   表5-1-64 (前三个图片)' }! x9 b5 i' i9 v
+ }% B& }' h$ v
然后再看一下秦大同版 现在机械设计手册(后两个图片)
1 m! ?$ C+ _. x  上面就是现在两种机械手册的计算简单分析一下两者4 `) t) R: \8 G+ ~( L! h, X: g
1. 相同点:两个版本的计算方法或原理本质是一样,从公式可以看出。; ~+ x/ P# G% Z
2.不同点:
& i8 U6 _# }; h  {4 Z% h$ U    2.1连个表格中许用拉应力的安全系数的表格是不一样的,真想弄明白这些数值是怎么出来的?希望各位讨论一下!
, Q* c( P" O  `2 H; n    2.2在成版中只讲了安全系数按图2表中(姑且不论数值是否准确),如果设计者只按表格选取估计也没问题,关键问题是在接下来的表2中却又给出了预紧力的公式,只要对比一下,会发现两个表格存在矛盾,进一步说就是如果螺栓预紧力按表3公式预紧,安全系数是?; P0 _7 k& U8 m; v) k, W' l! j) q" k$ B
    2.3在秦版中,增加了是否控制预紧力的说明,个人觉的比较合理,当然表5的安全系数来源问题?
  j" y) _0 y- p- K$ x, b3.因为手头纸质只有成版机械设计手册,查询的也比较多,但发现的问题也多,举几个例子(不是在这里挑刺,实话实说!如果冒犯哪路大神,请原谅)* y9 |) i8 L. `( @9 g( j
    3.1就在上面表1中引用表2时,写错了“表5-1-64”,写成表“6-1-64”,有人可能说是笔误,各位说说!
6 n) @- E, P- J6 s5 {' y    3.2记得在第二版还是第三版的时候,书中居然把“齿厚公差”和“公法线公差”写成一样,“弦齿厚”和“弧齿厚”写成一样,现在的第五版已经更正了,这是一个很大的进步
9 r) l8 c4 d+ m, y- O    3.3本人踩的一个坑,本来设计选取一款深沟球轴承(带密封的,具体型号忘记了),当时也是自己偷懒没有直接查询GB标准,就直接拿起手边手册翻了一下,最后确定了一个型号,装配图中也是表明了,结果所有没几天采购找我,说我写的轴承型号没有,最后找到了原因:手册摘录时出现错误,而国家GB标准中的确没有,难怪人家采购买不到,最后没办法只能换了某款进口轴承,价格却翻了10倍。
9 _4 i% o5 j5 w
; G/ K0 F5 \; s1 I0 t7 v1 h$ f  t- Q0 I4 }

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发表于 2017-3-27 14:30:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 pengjc2001 于 2017-3-27 14:45 编辑 7 S7 n' B, A, q( ^, D% |2 j

; p# `# }7 F7 k  `$ e图一到 图二  讲述的是  设计思路是:   你要有足够的预紧力,然后选择螺丝d过程。你的设计是从满足要求出发。 你选了某款螺丝,但是它的一个利用率(姑且这么叫吧)不一定经济。  M8  可以  M10 也可以。0 w+ X# z. l" X- j
$ b* k3 \4 c0 H
. y9 C. ^. J. N. h5 R! j% N* I
图三 讲述的是,  你用哪种等级的螺丝, 然后保证不超过 螺丝许用条件下(经济条件下,如你用到材料的0.7X屈服强度了)。你的设计从材料经济性角度出发。  它能保证的预紧力多大      设计时首先要保证预紧力,又不应该使连接结构过大. @" |6 t* G# j' _( w
+ ?+ f! M  c1 B9 v# g

, y0 a/ c4 q0 q: ~3 Q: i
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 楼主| 发表于 2017-3-27 14:45:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 xxjjqq414 于 2017-3-27 14:51 编辑 3 `( D: L4 \, K
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:30
9 Y; E" r* b: z4 t' \图一到 图二  讲述的是  设计思路是:   你要有足够的预紧力,然后选择螺丝d过程。你的设计是从满足要求出 ...
' `7 L1 A2 H" B6 p9 j# M
你讲的是设计思路或校核原理,我没有否认!但问题是按图1设计公式计算时,许用拉应力怎么选择?按表2安全系数计算?还是我们常规取0.7,0.8……倍的屈服强度?至少在“成版”中没有提到,难道这不会引起误解?' |1 }" Y% V, f
      还有一个问题是“你提到足够预紧力”怎么才能保证?是以刚刚能满足一定横向载荷即可还是按照常规螺栓选择预紧力?如果按照常规不就是可以按照表3吗?这样还能满足表2的安全系数吗?反过来以刚刚满足一定的横向载荷作为预紧力,螺栓能拧紧吗?9 X6 A+ z6 P: L1 `$ t
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发表于 2017-3-27 14:48:08 | 显示全部楼层
xxjjqq414 发表于 2017-3-27 14:45
. B( R( B. m) T8 a- l你讲的是设计思路或校核原理,我没有否认!但问题是按图1设计公式计算时,许用拉应力怎么选择?按表2安全 ...
6 q) Z* m6 ]* N# A8 Y+ D
看你的设备设计是经济性优先,还是安全性优先了吧。
: q7 \% ^- _  c, R; H. ^
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 楼主| 发表于 2017-3-27 14:53:04 | 显示全部楼层
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:48/ j' k# n( t# b8 \0 r
看你的设备设计是经济性优先,还是安全性优先了吧。

& D/ K" h9 t$ x& A- f2 X; M这两者相差大了2 \+ G3 G: z. y
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发表于 2017-3-27 14:54:29 | 显示全部楼层
不知你们用不用这种数据: w) R/ ?  \' i8 f) q
这个表的来源就是 图3方式# @+ c" ]0 V# g3 T2 n

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 楼主| 发表于 2017-3-27 14:57:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 xxjjqq414 于 2017-3-27 14:58 编辑
5 b) M8 M: j6 w9 v
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:54
  g3 k- n+ j" h- ^不知你们用不用这种数据
: H! L7 A; `8 _% A8 T7 ?: _这个表的来源就是 图3方式
: S" H# k+ {2 H) l- J2 [
这个估计全世界都差不多!尤其在8.8以下,几乎一样,再高等级稍微有点区别
8 H% R3 F  M$ G
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发表于 2017-3-27 14:59:37 | 显示全部楼层
xxjjqq414 发表于 2017-3-27 14:57
2 [" Q2 d% P5 Z/ k& M2 i6 }! j. F+ D这个估计全世界都差不多!
' ?" U  M, I5 F4 Y( t. P) i
既然都用这个表了, 那你肯定在用 第二种方法了。 5 f$ Z# ]) `: \1 z& }" L6 K* C
& v: g7 a9 [1 |$ ^5 P% x
你算出了合适的螺栓大小,   然后载荷通过这种标准扭矩加上后,  螺栓内部应力就自然上到这个水平了。
5 _7 e6 K: D$ r6 B4 z
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 楼主| 发表于 2017-3-27 15:03:50 | 显示全部楼层
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:59: ?. X& d% {+ L# m" m0 y" ^
既然都用这个表了, 那你肯定在用 第二种方法了。
  N; Z3 C% G+ F! b+ Y" d
$ n2 d* O! ?/ ^0 ?你算出了合适的螺栓大小,   然后载荷通过这种 ...

$ [( k9 I7 Y$ Y, C  U; d最近有点时间,也吐吐槽,只是这么通用的手册会有这样的问题,很值得去思考思考!
" J/ x/ R1 [, y" o7 T
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发表于 2017-3-27 15:22:55 | 显示全部楼层
之前我们计算螺栓预紧力都是按如下公式来的:
: W1 x1 }3 X& Q! V' X预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m
) R1 }# R9 y) V" ?4 k  K:拧紧力系数 d:螺纹公称直径7 ]2 f: m. ^+ d$ x/ \! X
  P0:预紧力
4 B$ o+ v& t5 u6 F  P0=σ0×As As也可由下面表查出
( V$ e% b8 }" W  As=π×ds×ds/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径
7 A0 U8 ?" V) k' u# F2 ]  ds=(d2+d3)/2
. P: s% y$ b& M) q4 q, A" x  d3= d1-H/6 H:螺纹牙的公称工作高度2 n& D; m4 C. ?, j" i  a. o
  σ0 =(0.5~0.7)σs' M. o5 [; l9 E- `: I* U
  σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 (与强度等级相关,材质决定)
8 S+ c8 ]7 |+ o  K值查表:(K值计算公式略)
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