螺栓组连接的结构设计:
设计原则:
(1)螺栓布局要尽量对称分布,螺栓组中心与连接接合面的形心重合,从而保证连接接合面受力比较均匀。连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状,如圆形、环形、矩形、三角形等。对于圆形结构布置螺栓时,螺栓数目尽可能取偶数(4、6、8、12等),这样有利于零件加工(分度、划线、钻孔)。常把接合面中间挖空,以减少接合面加工量和接合面不平度的影响,还可以提高连接刚度。
(2)一组螺栓的规格(直径、长度、材料)应一致,有利于加工和美观。
(3)设计合理的螺栓要有适当的间距和边距,应满足扳手空间以利于用扳手装拆。
(4)装配时,对于紧螺栓连接,应使每个螺栓预紧程度(预紧力)尽量一致。
(5)避免螺栓承受偏心载荷作用,保证被连接件上螺母和螺栓头的支撑面平整,并与螺栓轴线相垂直。
(6)受力矩的螺栓组,螺栓应远离对称轴,以减小螺栓受力。
(7)受横向力的螺栓组,沿受方向布置的螺栓不宜超过6~8个,以免各螺栓受力严重不均匀。
螺栓长度选择:(需了解标准件的厚度尺寸,及螺栓商品长度系列等相关知识)
1、螺栓适用于连接两个不太厚的零件。连接时穿过两零件上的光孔,加上垫圈,最后用螺母紧固。垫圈是用来增加支撑面和防止损伤被连接件的表面。
2、双头螺栓连接:
螺柱的两端都有螺纹。一端(旋入端)全部旋入机体的螺孔内,以保证连接可靠,而且一般不再旋出,其长度用bm表示。另一端穿过被连接件的光孔,用垫圈、螺母紧固。
双头螺柱多用于被连接件之一太厚而不便使用螺栓连接,或因拆卸频繁不宜使用螺钉的地方。拆卸时只需拆螺母,而不必将双头螺柱从被连接件中拧出。连接时使用弹簧垫圈,依靠它的弹性和摩擦力可防止螺母因受振动而自行松脱。
螺钉连接:
螺钉用于被连接件之一较厚,受力不大或不经常拆卸的场合。将螺杆直接旋入被连接件之一的螺孔内,螺钉头部即可将两被连接件固紧。但如果经常拆卸容易使螺纹孔磨损,因此多用于不经常拆卸且受载较小的场合。
螺栓联接:
普通螺栓连接:被连接件不太厚,螺杆带钉头,螺杆穿过被连接件上的通孔与螺母配合使用。装配后孔和杆间有间隙,并在工作中保持不变。普通螺栓连接结构简单,装拆方便,可多次装拆,应用较广。
铰制孔用螺栓连接。孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合(H7/m6、H7/n6),能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,但孔的加工精度要求较高,需钻孔后铰孔,因此加工费用较高,一般用于精密螺栓连接,也可用于定位。
强度等级:
螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为十级,自3.6至12.9(3.6/4.6/4.8/5.6/5.8/6.8/8.8/9.8/10.9/12.9)。小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100(σb/100),小数点后数字代表材料的屈服极限(σs)与抗拉强度极限(σb)之比值(屈强比)的10倍(10σs/σb)。例如:性能等级5.8,其中5表示材料的抗拉强度极限为500MPa,8表示屈服极限与抗拉强度极限之比为0.8。螺母的性能等级分为七级,从4至12,数字粗略表示螺母保证(能承受的)最小应力σmin的1/100(σmin/100)。选用时,须注意所用螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能等级。螺母材料一般比相配的螺栓材料的硬度低20~40HBW,目的是减小螺栓的磨损。
注:规定性能等级的螺栓、螺母等在图样上只标注性能等级,不能标出材料牌号,因为同一材料经过不同的热处理后得到不同的强度。国家标准还将螺纹紧固件产品按公差等级分成A、B、C三级,A级公差等级最高,用于要求配合精确的重要场合,C级公差等级较低,多用于一般螺栓连接。
螺栓常用材料:一般可采用低碳钢或中碳钢,如 10、15、Q215、Q235、25 、35和45钢,对于重要(承受冲击、振动或变载荷的情况)或特殊用途的螺纹连接可采用合金钢:如15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB、30CrMnSi等机械性能较强的合金。
推荐材料:3.6级一般用低碳钢;4.6~6.8级一般用低碳钢或中碳钢;8.8和9.8级一般用低碳合金钢,中碳钢,淬火并回火;10.9级一般用中碳钢,低、中碳合金钢,合金钢,淬火并回火;12.9级一般用合金钢淬火并回火。
当有防腐蚀或导电等要求时,可采用铜或其他有色金属作螺纹紧固件。
高强度螺栓的定义:
按规定螺栓的性能等级在8.8级以上者,称为高强度螺栓。
扳手操做空间: