第二讲
一、教学目标
(一）能力目标
1.掌握单个螺栓连接的强度计算
2.螺栓组连接的设计
(二)知识目标
2.掌握单个螺栓连接的受力分析
3.螺栓组连接的受力分析和结构设计
二、教学内容
1.单个螺栓联接的强度计算
2.螺栓组联接的结构设计
三、教学的重点与难点
(一）重点
掌握单个螺栓连接的强度计算。
(二)难点
螺栓组连接的受力分析和结构设计。
四、教学方法与手段
多媒体，举工程实例。
7.3 单个螺栓连接的强度计算
7.3.1受拉螺栓联接
1、松螺栓连接
特点：只能用普通螺栓，有间隙，外载沿螺栓轴线，螺栓杆受P拉伸作用。
螺栓工作载荷为：F=P
P——轴向外载
σ＝ F/A=4F/Πd14≤〔σ〕
2、紧螺栓连接
（1）只受预紧力的紧螺栓连接
螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转复合应力状态
危险截面上的拉伸应力σ＝F0/A
危险截面上的扭转剪应力τ＝16T1/Πd13
根据第四强度理论，当量应力σ＝1.3σ≤〔σ〕
（2）受横向载荷的紧螺栓联接
（3）承受轴向静载荷的紧螺栓连接
7.3.2受剪螺栓连接
σp≤〔σp〕 τ≤〔τ〕
7.4 螺栓组联接的设计与受力分析
总设计思路：螺栓组结构设计（布局、数目）→螺栓组受力分析（载荷类型、状态、形式）→求单个螺栓的最大工作载荷（判断那个最大）→按最大载荷的单个螺栓设计（求d1—标准）→全组采用同样尺寸螺栓（互换目的）
7.4.1螺栓组的结构设计
1．从加工看，联接接合面的几何形状尽量简单，从而保证联接接合面受力比较均匀。
2．受力矩作用的螺栓组，布置螺栓应尽量远离对称轴，同一圆周上螺栓的数目，应采用4、6、8等偶数，以便于在圆周上钻孔时的分度和画线。
3．应使螺栓受力合理，对于普通螺栓在同时承受轴向载荷和较大横向载荷时，应采用销、套筒、键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓预紧力及其结构尺寸。
4．螺栓的排列应有合理的间距、边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸可查阅有关标准。
7.4.2螺栓组联接的受力分析
前提（假设）：①被联接件不变形、为刚性，只有地基变形。
②各螺栓材料、尺寸，拧紧力均相同
③受力后材料变形（应变）在弹性范围内
④两心重合，受力后其接缝面仍保持平面
两心——接合面形心；螺栓组形心
1、受轴向载荷螺栓组联接，如汽缸螺栓
特点：只能用普通螺栓，有间隙，外载/螺栓轴线，螺栓杆受P拉伸作用。
单个螺栓工作载荷为：F=P/Z
P——轴向外载；Z——螺栓系数
2、受横向载荷的螺栓组联接
特点：普通螺栓，铰制孔用螺栓皆可用，外载⊥螺栓轴线、防滑
普通螺栓——受
拉伸作用
铰制孔螺栓——受横向载荷剪切、挤压作用。
3、受横向扭矩螺栓组联接
普通螺栓联接 取联接板为受力对象，由静平衡条件
则各个螺栓所需的预紧力为：
（N）
式中，f—接缝面间摩擦系数
ri—第I个螺栓轴线至螺栓组中心距离
Z—螺栓个数
T—扭矩（N.mm）
KS——防滑系数（可靠性系数） KS=1.1～1.3
4、受倾覆（纵向）力矩螺栓组联接
取板为受力对象：由静平衡条件：
设单个螺栓工作载荷为Fi
（a）
同理由变形协调条件：
→
代入（a）式得：
式中：Fmax——受力最大单个螺栓的工作载荷（N）
Lmax——距回转轴线O-O最远距离（mm）
Li——第I个螺栓离回转轴线O-O的距离
实际使用中螺栓组联接所受的载荷是以上四种简单受力状态的不同组合。计算时只要分别计算出螺栓组在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后按向量叠加起来，便得到每个螺栓的总工作载荷。再对受力最大的螺栓进行强度计算即可。
小结：
1. 单个螺栓联接的强度计算
2. 螺栓组联接的结构设计
作业与思考：
1、单个螺栓连接的强度计算方法分几类？
