切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力對螺栓連接件的影響

1、切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力對螺栓連接件的影響在機械工程中，機械構(gòu)件的各組成部分，通常采用不同類型的方式進行連接，如橋梁結(jié)構(gòu)中，鋼板之間常用鉚釘連接、傳動軸和齒輪之間常用鍵連接、螺栓、銷釘?shù)倪B接等。這些起連接作用的鉚釘、螺栓、銷釘、鍵等統(tǒng)稱為連接件。螺栓連接件廣泛應(yīng)用在日常生活和機械工程中，而且螺栓連接在工作過程經(jīng)常出現(xiàn)變形、甚至喪失工作能力，其主要原因是由于切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的作用。一、切應(yīng)力對螺栓連接件的影響如圖（a）螺栓與鋼板連接，兩塊鋼板分別受大小相等，方向相反的左右拉力F,由于鋼板在外力F作用下，螺栓上下兩部分也分別受到大小相等方向相反的作用力P,P=F（如圖b）,作用在螺栓兩側(cè)面上的外力合力大小

2、相等，方向相反，且作用線很近。位于螺栓上下兩部分兩力間很近的作用線mm截面處發(fā)生錯動，截面mm形成相對剪切面（如圜b）,剪切面平行于作用力的方向（如圖c）。取下半段為研究對象，由平衡條件知，剪切面上存在一個與外力F大小相等，方向相反，作用線與剪切面相切的剪力Fs（圖d）。如果剪切面上的應(yīng)力均勻分布，切應(yīng)力t=Fs/A方向與剪力方向一致（圖d）。A剪切面面積。當螺栓的切應(yīng)力大于材料的許用切應(yīng)力，即：6引，螺栓就會發(fā)生變形，喪失工作能力。二、擠壓應(yīng)力對螺栓連接件的影響螺栓在承受剪切作用的同時，螺栓與鋼板孔壁也彼此壓緊，螺栓與鋼板孔壁的接觸表面稱為擠壓面。當擠壓面上擠壓力過大時，就可能導(dǎo)致螺栓或鋼板

3、產(chǎn)生明顯的局部塑性變形而壓陷，如圖（e），變形結(jié)果，螺栓被擠壓成橢圓形，鋼板孔被擠壓成長圓孔，導(dǎo)致連接松動，使螺栓損壞。螺栓受擠壓的作用時，在受力方向有最大擠壓應(yīng)力oBmax如圖（f），螺栓與鋼板接觸面上的總壓緊力稱為擠壓力，用Fjy表示，由擠壓力引起的應(yīng)力叫擠壓應(yīng)力，用ojy表示：jy=Fjy/AjyAjy擠壓面積，當螺栓的擠壓應(yīng)力（Tj泡過材料的許用擠壓應(yīng)力時，螺栓也會發(fā)生變形。三、預(yù)防螺栓連接變形的措施、螺栓強度必須滿足強度條件螺栓連接件同時受到切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的作用，為保證螺栓連接件的正常工作，在選用螺栓時，必須合理設(shè)計螺栓截面積，使其同時滿足剪切強度條件和擠壓強度條件，即：舊，（rj

4、yw用jy：田jy材料許用擠壓應(yīng)力2、改善螺紋牙之間的受力分布工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受壓，其螺距減小。導(dǎo)致螺栓、螺母產(chǎn)生了螺距差。而兩者螺紋始終是貼緊的，因而這種螺距的變化差主要是靠旋合各圈螺紋牙的變形來補償。因此，軸向載荷在旋合的各圈間的分布是不均勻的，從螺母支承面算起，第一圈螺紋受力最大，約為螺栓所受拉力的1/3，以后各圈受力遞減，到第10圈之后，幾乎不再受力。所以，設(shè)計時，普通螺母圈數(shù)不超過10。為了使螺紋牙受力均勻，采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，或內(nèi)斜螺母（改變牙的剛度），前兩者，工作中螺母受拉，與螺栓螺距差減小。另外，采用鋼絲螺套也可以減輕螺紋牙的受力不均，并可以減輕沖擊、振動。這些措施多可以提高螺栓的疲勞強度。3、減少應(yīng)力集中螺栓上的螺紋（特別是螺紋收尾處），螺栓頭和螺栓桿的過渡處以及螺栓截面發(fā)生變化的部位，都會產(chǎn)生應(yīng)力集中。減少應(yīng)力集中的措施，可采用大的圓角半徑、卸載結(jié)構(gòu)或在螺紋收尾處加工出退刀槽等。4、改進工藝措施采用冷鐓螺栓頭部和滾壓工藝方法，或采用氮化、表面滲氮、氰化、噴丸等表面硬化處理方法，提高螺紋聯(lián)接件疲勞強度。5、改善螺栓聯(lián)接件的工藝裝配在裝配螺栓連接件時，為防止螺栓連接部件受擠壓，造成變形和破壞，在螺栓上加配墊圈。墊圈起著增大被連接零件接觸表面面積，減少間隙，降低單位面積