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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
% E' l/ `* i" u0 _9 b6 @# d. g! f( W* w
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)7 ^3 k; A2 @3 t& R; j# F
  O7 p/ }6 \% K1 x* ^
然后再看一下秦大同版 现在机械设计手册(后两个图片)
- x# g4 A/ E* C* ^( w( }0 ?# O  上面就是现在两种机械手册的计算简单分析一下两者
  [$ f, Q9 Q  U1 k1. 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。
2 ~& Y9 U5 m* l; G; y9 I+ ?. E1 p% J2.不同点:7 ?  O. F, E* e
    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!
7 @' M* ~9 M/ \9 P# R    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?: W2 a  H# g. M+ ]  O
    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?+ l# E* h* a+ D8 u3 }! P
3.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)
8 V& e) c, T$ o, C) _    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!% J4 s/ s0 ^' v: I& O+ G# U- w5 l
    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/ @) k5 G. m: J5 v" P- }
    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。# b$ N6 z8 `! }+ _! {

2 E/ ^) y9 x; h0 o$ _1 }( d6 |; ?2 \8 M' R/ M4 ^9 }

  N( G6 |4 M% |$ x7 N& i# U1 U; ?; {8 W) ]: K2 Q/ {
4 C- b- N9 K: y, h- k0 Y1 H

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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
$ F; P# H4 ~( [' V# h. f9 v; k
. s" H7 I% y8 h0 S# [8 x7 j5 R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。9 s2 t( d% ]4 Q  E4 V4 d- }
8 R( C4 S% U6 p: ]+ s8 y

& V0 o; i( s1 u) y; L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+ w2 L- M$ V0 H& b

- c, T8 Y; S9 T2 ~  e) W% e, ?( P! I2 t
 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 7 D: b+ x1 H3 @$ x0 a
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:306 P* V7 i0 ~/ a2 H
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 ...

+ T7 S$ C  i" k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?
7 Z  ]1 Q" i# [& J7 d/ d: z      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?
- H& v8 |7 s9 ]0 i2 s4 m
发表于 2017-3-27 14:48:08 | 显示全部楼层
xxjjqq414 发表于 2017-3-27 14:45
8 r9 ^7 V9 |, v; X6 V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 ...
, g, s' [2 b9 V( Y" ?2 t& M- y1 j
看你的设备设计是经济性优先,还是安全性优先了吧。2 e- s$ E1 s8 e, D& F. ]0 i0 g: n
 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! P/ [9 P, i1 {" t. `  w# L* t. `
看你的设备设计是经济性优先,还是安全性优先了吧。
8 m+ A+ i3 z. ]. A; i  f' ~3 X
这两者相差大了7 W3 @4 T' L* |" r
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
. ?) [; h3 h; ~, N. P7 W1 L5 b这个表的来源就是 图3方式# v; L! G  x$ i. q2 d' C) Y- E

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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
1 M. O2 T' P7 n* B6 }" N. S
pengjc2001 发表于 2017-3-27 14:54. k; W  d; U: R( A
不知你们用不用这种数据
9 b* s# S5 a  o2 R& I2 U+ F' o9 `这个表的来源就是 图3方式
5 g- e2 S5 |  T
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
% n  o# @$ r% L* a1 ]7 @
发表于 2017-3-27 14:59:37 | 显示全部楼层
xxjjqq414 发表于 2017-3-27 14:57
& E- [9 F6 L3 |$ S这个估计全世界都差不多!

- G: A, y4 N& x- F2 P4 {既然都用这个表了, 那你肯定在用 第二种方法了。
$ z$ j4 g$ P! M. R; Y
7 v$ [  P6 w- k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。
. ]- N, S& F& N' D
 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) c& v( }8 G4 E4 w% @6 i
既然都用这个表了, 那你肯定在用 第二种方法了。
4 B  {/ m. b5 a+ O3 G/ M, N, o1 Q
* n8 U- V2 |  b% ?. m你算出了合适的螺栓大小,   然后载荷通过这种 ...

9 y& N4 X$ ?( V) B# _- B/ j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!$ l4 K* r7 G1 }! S: B3 p" b4 B& ^* a
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:
' a$ o* n$ @1 ]+ A9 x% r5 k! X预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m
( G( l$ e8 a0 b  g. L8 P  K:拧紧力系数 d:螺纹公称直径2 M! w1 n- a% J$ h. d4 a3 J
  P0:预紧力# N/ A1 ~; E( V% K* R' B
  P0=σ0×As As也可由下面表查出3 }. A, \/ n. P; K7 c
  As=π×ds×ds/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径# L' J  p" x# N8 g- T( g' t
  ds=(d2+d3)/2
% o# @6 ^- A- ^9 z" L  d3= d1-H/6 H:螺纹牙的公称工作高度
5 ~- B7 ?; @# C$ d7 v1 o, W& `  σ0 =(0.5~0.7)σs* O# `0 j7 l/ j% b: _3 z, W: J
  σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 (与强度等级相关,材质决定)
( `! P1 h$ w0 a5 ]  K值查表:(K值计算公式略)
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