(3)螺栓組聯接安全工作的條件螺栓組聯接設計時,必須保證螺栓組聯接在既定外載作用下能夠安全可靠地工作。為此,除應使螺栓具有足夠的強度外,還必須我出可能導致螺栓組喪失正常工作能力的其它失效形式,即安全工作的條件。這也是螺栓組受力分析時應考慮到的基本條件之一。例如,受橫向力醜的螺栓組受力分析時,就是根據被聯接件接合麵間不滑的條件推得各螺栓的受力的。又如,受翻轉力矩財的螺栓組聯接,除在該力矩財作用下不發生翻轉條件外,還須保證受拉側接合麵間不出現縫隙、受壓側接合麵間不被壓潰的條件。
此外,在分折受橫向載荷和受轉矩的螺栓組聯接的受力時,還應注意使用普通螺栓與鉸製孔用螺栓在承載原理和結構上的區別。前者是依靠螺栓預緊後在被聯接件接合麵間產生摩擦力來傳遞外載荷,而後者則不計預緊力的影響,靠螺杆的剪切與擠繭作用來傳遞外載荷。
總之,在學習螺栓組受力分析一節時,既要掌握四種基本受力型式的分析方法和結論,更要學通會過典型分析歸納出一般問題的分析方法,以提高對實際問題的分折能力和解決能力。
單個螺栓聯接的受力分析和強度計算主要有如下幾種情況:鬆螺栓聯接一隻受軸向載荷(無預緊力)。
普通螺栓聯接;隻受預緊力,緊螺檢聯接,既受預緊力、又受工作拉力鉸製孔用螺栓聯接(隻受剪切工作載荷不計預緊力影響)其中既受預緊力、又受工作拉力的螺栓聯接的受力分析,尤其是螺栓的受力變形圖都應深入掌握。
對於受拉螺栓聯接的受力分析和強度計算應從以下三個方麵來理解。一是在分析受力時把聯接視為彈性體的組合。麵此,在分析中必然涉及到零件的剛度和變形在深透理解零件剛度的概念、力與變形關係圖的基礎上,靈活運用靜力平衡條件與變形協調條件,建立起“螺栓總拉力=螺栓工作載荷+被聯接件給螺栓的剩餘預緊力”的基本概念;進而導出螺受力的關係式。二是如何把材料力學的第四強度理論運用到螺栓強度計算上。應在學習中了解在螺栓危險剖麵上,拉應力和剪應力並存的現實,導出其螺紋部分的強度條件和計算式。受變載荷作用的螺栓除須進行靜強度計算外,還須進行疲勞強度校核。三是因螺栓聯接中的螺栓、螺母、墊片等都屬標準件,而受拉螺栓的強度條件又是針對螺紋部分的,它們的尺寸是按等強度原則決定的,所以,螺栓其它部分和螺母各部分強度一般無需計算。但若為非標準螺紋緊固件則還要進行計算。
顯然,此聯接的載荷情況為橫向力和翻轉力矩的組合。
當以一定的預緊力擰緊螺栓之後,此聯接在工作中可能產生的失效形式有:在橫向力作用下,托架發生滑移;在翻轉力矩似的作用下,摸合麵在上部邊緣處出現縫隙。在預緊力和翻轉力矩艤的共同作用下,接合麵在下部邊繆處發生壓敢(被聯接件中弱者),上部兩個螺栓被拉斷。
螺栓蟝紋部分直徑和每個螺栓的受力均與四種失效有關。所以,要根據不滑、不鬆、不碎韌不斷四不條件進行計算。
另作一點說明,本例的聯接須滿足不滑、不鬆、不碎、不斷四個條件。這些條件是統一的,但在解題步驟上,以上所示僅是其中一種。無論先從哪個條件入手,而後校驗其它條件都可以得到合理的解答。換句話說,即要求必須統一,步驟可以多樣,隻是有的可簡捷些,有的繁鎖一些而已。在學習時多做些練習,就可以總結出既簡捷又合理的方法來。
四、複習思考埋
1.鍵聯接的類型和特點有哪些?各適宜於什麼場合應用?
2.采用雙鍵時,平鍵、半圓鍵和楔鍵應怎樣布置?為什麼?在強度計算時應注意什麼問題?
3.花鍵聯接的類型、特點和對中方式有哪些?
4.螺紋的種類.特點、應用場合及主要參數有哪些?試從自鎖與效率比較不同線數、不同牙型螺紋的特點。
5.列舉常用螺紋聯接的類型、特點與適用範圍,並畫出結構圖。
6.螺紋聯接的預緊和防鬆的目的是什麼?按防鬆原理防鬆方法有哪幾類?舉例說明。
7.螺紋緊固件的機械性能強度等級含義是什麼?
8.對於重要的緊螺栓聯接不宜使用小於112?
9.螺栓組聯接結構設計應考慮哪些問題?
10.受拉螺栓的強度條件式中,意義是什麼?
11.為什麼說螺奴的受力與外載荷既有聯係、又有區別?提高受拉螺栓強度的措施有哪些?
12.試根據螺栓分析提高受拉螺栓疲勞強度的措施有挪些?
13.試述螺旋傳動的種與工作特點。
第十一節 帶傳動和鏈傳動
一、主要內容
帶傳動和鏈傳動一章主要介紹了實際中應用廣泛的普通帶傳動和滾子鏈傳動的工作原理、使用特點、工作情況分析、設計計算、結構與使用維護等有關基本知識與基本理論。同時對於其它類型的帶傳動和鏈傳動的特點與應用亦作了扼要介紹。
二、學習要求
1.了解帶傳動和鏈傳動的工作原理、使用特點和應用,掌握其類型、型號的選擇。
2.掌握帶和鏈傳動的運動學與動力學特性及其分析。
3.重點掌握帶、鏈傳動的主要參數和係數的意義,對傳動性能的影響發選用原則。
4.掌握帶、鏈傳動的失效分析、設計計算準則及設計計算。
5.了解帶、鏈傳動的結構、使用與維護的要求,掌握帶、鏈輪結構型式確定與結構設計。
三、學習指導
本章詳細介紹的是普通帶傳動和滾子鏈摶動。在學習中要抓住“具有中間撓性件”的組成特點和“依靠摩擦傳動(普通V帶傳動)”與“菲共軛齧合傳動(滾子鏈傳動)”的不同工作原趣;並把普通帶傳動與平型帶傳動、滾子鏈傳動與帶傳動、齒輪傳動作比較,從而深入理解普通V帶傳動和滾子鏈傳動的工作特點、使用性能和適用場合。這些內容及幾何計算、布置、張緊和維護等均屬基本知識,是選擇傳動類型的依據和參考。帶傳敘和鏈傳動的工作情況分析是本章的基礎理論,是進行設計計算的基礎。它們分別包含了如下一些內容。
1.帶傳動
在工作情況分析中,主要講了四項內容
(1)作用力分析,作用力分析在於確定不打滑的條件下帶的承載能力。在假設傳動帶受力後既不伸長、亦不縮短,且忽略離心力的影響基礎上,推出初拉力。緊邊拉力鬆邊拉力(摩擦力)和有效拉力斤間的關係。