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1、抚州职业技术学院教案课程名称：机械设计基础任课老师（职称）：周晓良（讲师）授课对象及时间：2013级综合班、2012五年制班授课题目（章节）：螺栓组连接的结构设计和受力分析教具：多媒体基本教材：陈立德机械设计基础（第四版）课时安排：2教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1.掌握提高螺栓联接强度的措施2.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力；教学重点、难点#重点：螺栓连接的许用应力和安全系数难点：螺栓连接的许用应力和安全系数的确定教学内容及教学方法：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
2、标准）全组采用同样尺寸螺栓（互换目的）（一）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。（二）螺栓组联接的受力分析前提（假设）
3、：被联接件不变形、为刚性，只有地基变形。各螺栓材料、尺寸，拧紧力均相同 受力后材料变形（应变）在弹性范围内。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
4、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=1.11.34、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。教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论课程作业或思考题：1、螺栓组联接受力分析中，联接受什么载荷？采用什么螺栓时，螺栓只受预紧力F？联接受何种载荷时，螺栓同时受到预紧力F和工作载荷F？2、螺栓和被联接件的刚度对螺栓的总拉力F0有何影响？采用什么措施可以减小螺栓的刚度和提高被联接件的刚性？3、如何进行螺栓组连接的受力分析和结构设计？参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http/教学后记：教研室主任意见：