螺栓拧紧力矩计算报告new

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

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nqnf.html