關于抱箍類夾緊力計算

99long

采用抱箍方式夾緊，驗算被夾持圓筒變形，在網上找到如下計算，感覺算出的壓力P很小，請大家幫忙看下公式是否正確。裝配時,由于每個螺栓施加了預緊力 F0，從而使夾殼與軸的配合面間相互壓緊，其受力分析見圖1所示

圖 1受力分析圖

配合面上的壓力 P可按下式計算:

P=z*F0/d*L，(1)

式中:F0為螺栓的預緊力(N),;z 為螺栓數目;d 軸的基本直徑(mm),;L 為夾緊件的長度(mm),因此,夾緊件摩擦力矩:

Tf=P*f*d/2*π *d*L/2=π *F0*Z*f*d/4，(2)

式中:f 為配合面的摩擦系數,f=0.1~0.2,取 0.15
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已知條件：

夾緊螺釘選用12.9級M4內六角螺釘，螺釘材料的屈服強度(σ s=1080MPa)，被夾緊圓柱直徑（d=12mm），圓柱壁厚1.5mm，有效夾緊高度L=13mm，螺栓螺紋有效截面面積(As=8.78mm^2),預緊扭矩(T=5N.m)

通過螺釘屈服強度計算出F0

碳素鋼螺釘 Fo= (0.6~0.7) σ s*As（N）

F0=0.6*1080*8.78=5689.44N，帶入公式1，求得P=1*5689.44/（12*13）=36.4MPa

用SW仿真（定義M4螺釘為接頭虛擬螺釘，預緊扭矩5N，定義抱箍底部分割環狀面及被夾圓柱底部環狀面作為固定面，裝配體仿真探測結果，螺釘軸心力4629N，壓力約196MPa，變形量0.0283mm）可見螺釘夾緊力與手算差不多，壓力P值兩者差數量級，變形量手算沒找到公式，只能仿真，

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ytzhanggj007

夸張一點考慮，如果抱箍足夠厚，螺栓根本夾不動抱箍，那p就無從談起。此處的數學模型我認為有缺陷，如果說兩側均有螺栓還比較合適。

99long

ytzhanggj007 發表于 2023-8-6 11:31
* r, @. Z$ b$ y  G) r夸張一點考慮，如果抱箍足夠厚，螺栓根本夾不動抱箍，那p就無從談起。此處的數學模型我認為有缺陷，如果說 ...

贊同，手算這塊公式是好像是有問題，仿真可信度沒找到理論支持。這種結構用的地方很多，一般用于傳遞扭矩和固定。目前實際應用需要考慮變形，圓柱體為精密器件，裝配上壓力大了會夾破，想控制力度防呆設計，保證裝配一致性
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加肥貓devil

你做受力分析的圖和第一張圖是有區別的，第一張是有銑扁，也就是開口位置是比較薄的，相對容易變形，你做受力分析的那個零件中間割開的太少了，你多割開一點，讓連接的部分變薄，這樣容易變形一些。如果中間圓柱體不能受太大力，那么設計的時候就要注意公差配合要兩兩分段，同時鎖螺絲的時候就要用扭矩扳手了，有限元分析和實際需要相結合，分析出來結果以后再跟實際情況對比進行逆推找經驗，因為實際情況會比分析要復雜的多，尺寸差異，材料差異，零件均勻性差異等等。

熱青茶

1把抱箍當剛體在算。2受力肯定不是均勻圓周力，這是夾緊。

99long

加肥貓devil 發表于 2023-8-7 08:07
你做受力分析的圖和第一張圖是有區別的，第一張是有銑扁，也就是開口位置是比較薄的，相對容易變形，你做受 ...

謝謝答復，贊同，就是發現實際操作失誤導致工件夾壞，已購置扭矩扳手，想通過預留開口公差間隙，保證夾緊的同時也保護工件不夾壞。現在也就是驗證仿真正確性，如果正確也可以作為以后同樣問題分析工具

99long

熱青茶 發表于 2023-8-7 09:21
8 T0 M4 l$ p# Q0 V. q' J( H1把抱箍當剛體在算。2受力肯定不是均勻圓周力，這是夾緊。

9 M' R$ H1 q0 W2 A第一張圖的計算公式感覺是有些問題，目前也沒找到合適公式，這種結構用的比較廣泛，我也是通過sw仿真來模擬，正確性不好驗證。
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