单个螺栓的受力分析-机械设计手册

1. 承受轴向力F 的松螺栓

松螺栓连接的特点是，螺栓连接不需要预紧，加上轴向载荷Ｆ后，螺栓才受力。

2.只受预紧力Ｆ′的紧螺栓连接

承受横向载荷Ｒ 的普通螺栓连接，其工作原理是拧紧螺栓后，靠接合面间产生的摩擦力来平衡外载荷。这时螺栓只受预紧力Ｆ′。此时的螺栓受到拉应力与拧紧螺栓时的扭转切应力的共同作用，相当于受到复合应力的作用。

3.既受预紧力Ｆ′又受轴向载荷Ｆ 的紧螺栓连接

其工作情况是拧紧螺栓后，再加上轴向载荷Ｆ，相当于螺栓连接既受预紧力Ｆ′，又受轴向载荷Ｆ 的作用，根据此时螺栓和被连接件的受力变形图可知，螺栓的最大拉伸力为，：

静载荷校核：

疲劳载荷校核：

4.受横向载荷作用的铰制孔螺栓连接

铰制孔螺栓连接受横向载荷作用时，铰制孔螺栓受到剪切作用；铰制孔螺栓、被连接件１和２ 三者均受到挤压作用，当三者材料相同时，取挤压高度最小者为计算对象，当三者材料不相同时，取三者材料中挤压强度最弱者为计算对象。

5. 受偏心载荷的预紧螺栓连接

螺栓除受轴向拉力外， 还受到偏心弯矩的作用， 螺纹部分危险截面上的最大拉应力为：

6. 高温螺栓连接

在高温下工作的螺栓连接， 要考虑下列问题： 温差载荷， 螺栓和被连接件性能的变化， 应力松弛。

当螺栓和被连接件的线胀系数不同， 或工作温度不同， 或两者都不同时， 由于热变形不一致而使螺栓受到的温差载荷为：

求出螺栓的总拉力载荷后， 按受轴向载荷的预紧连接和高温时材料的性能数据进行强度计算。为了防止旋合螺纹在高温下咬死， 除了合理选择螺栓和螺母材料外， 宜采用粗牙螺纹， 并适当加大中径间隙。热强钢和合金钢在高温时对缺口敏感性增强， 必须注意减少螺栓应力集中。钢螺栓长期在３００～５００℃高温下工作， 经过一段工作时间后， 会产生应力松弛， 使连接的紧固作用减小。设计时， 必须使剩余预紧力始终大于所要求的值， 以保证连接的坚固与紧密。

7. 低温螺栓连接

常用的螺栓钢材在低温下的静强度虽然有所提高， 但其塑性却急剧降低， 所以， 在低温下工作的螺栓可能发生脆性破坏。

辗压螺纹能提高螺纹的常温强度， 但其冷硬层会降低螺栓的低温塑性。

设计低温螺栓连接时， 应注意以下两点。

① 材料应有较好的低温塑性， 即在给定的工作温度下， 有一定的冲击韧度；

② 材料在低温时对应力集中敏感性增强， 必须减少应力集中

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