横向载荷下普通螺栓组联接设计方法的讨论

　　摘要：普通螺栓联接组受横向载荷的设计计算是工程上普遍遇到的问题，文章列举现有的三种方法，分别指出其不足之处，并且提出一种更为合理的方法，该方法能大大减小螺栓直径，降低成本。
　　关键词：普通螺栓；横向载荷；机械设计
　　在横向载荷作用下，普通螺栓组联接的设计，现有的教科书大多只涉及螺栓组只受横向力（R）或只承受横向转矩（T）的情况，而工程上普遍遇到的则是R和T同时作用的问题。
　　
　　一、普通螺栓联接的现有三种设计计算方法分析
　　
　　（一）最大合力法
　　该方法假定各螺栓独立作用，先通过受力分析是找出螺栓组受力最大的螺栓中心接合面上受到的横向载荷Rmax，然后按接合面间摩擦传力条件，确定预紧力。
　　
　　
　　二、一种新的计算方法的推导
　　
　　根据前面的分析，较为合理的方法应把螺栓组看作一个整体，建立数学模型再进行研究，则原力学模型可简化为图2所示的悬臂梁，其中固定端是靠螺栓组保证的。要使联接可靠，即使被联接件间既无相对移动又无相对转动，这样必须由摩擦力提供一个约束反力和一个反力偶与外载荷平衡，如图2所示。
　　假设预紧力为ＱＰ，则被联接件接合面处必定同时产生摩擦力合力和合力矩。此时能提供的最大摩擦力的合力为
　　
　　由以上分析知，要使螺栓联接可靠必须使式（16）和式（18）同时成立，所以仅须将两式分别算出的QP取大者即可得所需的预紧力，然后代入公式（4）可设计出螺栓组。
　　这种方法与预紧力代rl/RIyuv1oPfA8WXijvOTg==数和法相似，都是对力和力矩载荷分别计算，主要区别在于预紧力不是求代数和，而是比较出最大值再计算，因此被称为最大预紧力法。
　　最大预紧力法是经理论推导得出的一种方法，本质上就是将螺栓组视为一个整体，利用力平衡和力矩平衡条件分别计算所需预紧力，再将二者比较，取大者代入强度式计算。按这种方法计算量小，设计的螺栓联接组尺寸也较小，有利于节省资源，该方法理论上可靠，但需要经过实验验证。
　　
　　参考文献
　　1、先