螺栓拧紧力矩计算报告new
更新时间:2023-10-11 14:53:01 阅读量: 综合文库 文档下载
FP03偏航减速器螺栓拧紧力矩
计算报告
江麓风能技术有限公司
2011年9月
1.螺栓预紧力矩及强度计算
采用普通螺栓时,靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T,假设各螺栓的预紧程度相同,即各螺栓的预紧力均为F0,则各螺栓联接处产生的摩擦力均相等,并假设此摩擦力集中今后作用在螺栓中心处。为阻止接合面发生相对转对,各摩擦力应与各该螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线相垂直。根据作用在箱体上的力矩平衡及联接强度的重要条件,应有
F0?KnR?mz①
(1)
②
其中:
R?T2r (2)
式中:
Kn——可靠性系数;
③?——接合面间的摩擦因数, 此处为钢和铸铁,查手册得?=0.2;
m——摩擦面的个数,取m=1; z——螺栓个数;
T2——输出扭矩;
r——螺栓轴线所在圆的半径。
利用下式计算出螺栓所受的拉应力以及需要的拧紧力矩。螺栓预紧力状态下的计算应力为:
?1?1.3F0 (3) As螺栓的许用拉应力为:
1
?lp??sn (4)
式中:As为螺栓的截面积,n为安全系数,取n=1.34。 同时,螺栓需要的拧紧力矩为:
T0?0.2F0d (5)④
第一级选用8.8级M10的螺栓,屈服强度?s=640MPa。可靠性系数一般取1.1~1.3,此处取Kn=1.3;由式(4)可知许用应力
?lp??sn?478MPa;令?lp??1,由式(3)可知F0?2
?1As1.3=21326N(其中
AS=58mm)。螺栓个数
Z=8,由式(1)可知R?F0?mzKn=26247N,由式(2)
可知第一级螺栓可以承受的最大扭矩为T2?Rr=2651Nm(其中r=0.101m)。
第二级选用8.8级M10的螺栓,屈服强度?s=640MPa。可靠性系数取Kn=1.3;由式(4)可知许用应力?lp?由式(3)可知F0?由式(1)可知R??1As1.3F0?mzKn?sn?478MPa;令?lp??1,
=21326N(其中AS=58mm2)。螺栓个数Z=12,=39371N,由式(2)可知第二级螺栓可以承受
的最大扭矩为T2?Rr=5275Nm(其中r=0.134m)。
第三级选用10.9级M12的螺栓,屈服强度?s=900MPa。考虑到第三级和第四级采用螺栓连接和弹性圆柱销连接共同作用,此处取靠性系数Kn=1.1;由式(4)可知许用应力?lp?由式(3)可知F0??1As1.3?sn?672MPa;令?lp??1,
2=43576.6N(其中AS=84.3mm)。螺栓个数Z=12,
由式(1)可知R?F0?mzKn=95076N,由式(2)可知第三级螺栓可以承受
的最大扭矩为T2?Rr=15972.8Nm(其中r=0.168m)。
第四级选用10.9级M16的螺栓,屈服强度?s=900MPa。取靠性
2
系数Kn=1.1;由式(4)可知许用应力?lp?由式(3)可知F0??1As1.3?sn?672MPa;令?lp??1,
2
=81156.9N(其中AS=157mm)。螺栓个数Z=18,
由式(1)可知R?F0?mzKn=265604.5N,由式(2)可知第四级螺栓可以承
受的最大扭矩为T2?Rr=52589.6Nm(其中r=0.198m)。
各级安全系数如下表所示:
螺栓规格 M10 M10 M12 M16 螺栓个数 8 12 12 18 可承受最大扭矩(Nm) 2651 5275 15972.8 52589.6 峰值载荷力矩(N.m) 529 3855 23955 98000 安全系数 5.0 1.37 0.667 0.536 第一级 第二级 第三级 第四级
由上表所示,第一级和第二级螺栓完全能满足要求,根据式(5)可知承受峰值载荷需要的拧紧力矩分别为9Nm和32Nm。第三级、第四级不足以抵御峰值载荷的冲击,因此必须采用弹性圆柱销,它们的拧紧力矩可按可承受的最大扭矩计算,根据式(5)可知第三级、第四级的拧紧力矩分别为105Nm和257Nm。 2.弹性圆柱销抗剪强度计算
第三级,第四级采用弹性圆柱销来承受峰值载荷的冲击,在峰值载荷T2=98000Nm时销的抗剪强度必须满足式(6),第三级、第四级载荷校核如下表所示。
*Ft?Gmin (6)
第三级 第四级
剪切载荷Ft 销子规格 销子个数 (KN) 10×50 14×65 12 12 10.1 41.2 许用剪切载荷*(KN) Gmin是否满足要求 是 是 70.16 144.7 3
①
本计算方法参考闻邦椿出版的《机械设计手册》第五版,以下出处页码均为本手册页码。 ②
计算公式来源于P5-34表5.2-55。 ③
根据P43-6表43.1-8查得。 ④
计算公式来源于P5-17.
4
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