求助：普通型凸緣聯軸器鉸制孔的影響

沈石頭

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　本人設計中需要選用基本型的凸緣聯軸器，查詢了賣家的價格后發現還是自制合算，所以需要順手出個圖紙。
參考機械手冊四版　GB/T 5843-1986 基本型的聯軸器，連軸軸徑>40mm時，鉸制孔和一般螺栓穿孔數量就不同了，但是公稱轉矩沒有因為聯接螺栓的種類和數量的變化而不同，我的軸徑是50mm，這個情況下如何選擇是用鉸制螺栓+3孔or一般4.8級螺栓+6孔？如果需要計算轉矩，一般螺栓+6孔聯接方式對應的螺栓預緊力是不是有要求？
在這種聯接方式下如何計算許用轉矩？
, M3 {' v3 u* ^是以法蘭接觸面發生相對滑動時的轉矩為許用力矩？
另外鉸制螺栓的聯接方式，是以受擠壓面面積x許用擠壓強度x螺栓分布半徑x螺栓數量＝許用力矩？
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& x7 I+ a/ s7 O& k8 H$ }) e9 S. g我需要的建議是選鉸制孔還是一般孔的設計。

chntod

聯軸器應該是先把許用轉矩分級，比如10,100,500,1000Nm，然后根據某一種規格比如500Nm來具體設計聯軸器的尺寸和螺栓的種類和多少，所以普通螺栓和鉸制孔螺栓的數量不一樣，但他們的許用轉矩一樣，因為是由許用轉矩來計算具體螺栓數量
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在聯軸器的設計中，應該是以螺栓的摩擦失效或者剪斷為條件來計算尺寸，也就是最大許用轉矩先使螺栓失效，而不是使軸扭斷，所以隨意增加螺栓數量也是不對的，到時候螺栓沒剪斷軸先斷了，所以要先知道軸的許用扭矩，再使螺栓失效的轉矩小于這個值，這個直接參考手冊上的數據好了，看50直徑的聯軸器有多大的許用轉矩(這個就是螺栓失效的數值)

8 R  |) I% J" ^/ b+ w* r5 C然后再以手冊上的這個數據來計算所需要的螺栓種類和數量，或者直接用手冊上的規格再校核，或者自己來計算和選用，對于普通螺栓就是要求出螺栓數量，規格，預緊力大小，對于鉸制孔螺栓就是數量和規格，鉸制孔主要是受剪力，資料上說鉸制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以數量用的就少

沈石頭

chntod 發表于 2012-5-10 17:43
5 N4 o& D% G5 w! |$ {7 h聯軸器應該是先把許用轉矩分級，比如10,100,500,1000Nm，然后根據某一種規格比如500Nm來具體設計聯軸器的尺 ...

5 a6 K( }; P, l: K# V這么說我的計算方式沒有錯？“資料上說鉸制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以數量用的就少”這是哪個資料說的？ 謝謝哈～

chntod

沈石頭 發表于 2012-5-10 18:38
這么說我的計算方式沒有錯？“資料上說鉸制孔螺栓所受剪力大于普通螺栓的摩擦力，所以數量用的就少”這是 ...

7 Q) z  c& U  c* |6 D4 m就是百度"鉸制孔螺栓"來的...{:soso_e127:}  不過我覺得也對，因為普通螺栓的摩擦力最大是屈服強度X螺栓面積X摩擦系數，而鉸制孔螺栓的剪切力是剪切強度X螺栓面積，屈服強度與剪切強度比較相近，但摩擦系數是0.1級別的，所以前者比后者小
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沈石頭

chntod 發表于 2012-5-10 18:47
就是百度"鉸制孔螺栓"來的...  不過我覺得也對，因為普通螺栓的摩擦力最大是屈服強度X螺栓面 ...

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1.普通螺栓在聯軸器這里失效的形式是軸向的屈服先還是滑牙先？
   如果是屈服先，計算的最大軸向拉力是屈服強度乘以軸向有效面積，六個普通螺栓所能提供的最大預緊力就是前面乘積結果 的六倍么？
以聯軸器YL9為例，4.8級M10螺栓保證載荷為18000N,鑄鐵對鑄鐵的摩擦系數為0.15，螺栓分布半徑為115/2=57.5mm，6個螺栓，因此許用轉矩為18000Nx6x0.15x0.0575m=931.5Nm,手冊數據是400Nm
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2.等級4.8級的螺栓，螺栓材質公稱抗拉強度達400MPa；螺栓材質的屈強比值為0.8； 鋼的抗擠壓強度是屈服強度的0.8,抗剪是屈服強度的0.4，則鉸制螺栓的擠壓強度為256MPa，抗剪強度為128MPa,作為半聯軸器材料之一的HT200的抗拉強度為200MPa,抗擠壓強度為抗拉強度的0.4倍，則為80MPa。在這樣的情況下是半聯軸器受擠壓先破壞，所以鉸制螺栓用HT200作為半聯軸器時，計算該以“鉸制螺栓被擠壓的長度”x最小直徑x80MPa。手冊上沒有法蘭厚度，所以無法驗證這個公稱轉矩值的來源。手冊上該內容的選型表格后面的小字注明數據是來自材料為鑄鐵的聯軸器。
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chntod

沈石頭 發表于 2012-5-10 20:29
1.普通螺栓在聯軸器這里失效的形式是軸向的屈服先還是滑牙先？
   如果是屈服先，計算的最大軸向拉力是 ...

1.有幾個螺栓應該就是幾倍的摩擦力，具體詳細計算時螺栓的保證最大拉力可能與實際有出入，因為不好保證預緊力有多大，這樣就有個折扣，然后再加上1.2~1.5倍的安全系數，差不多就是400Nm了，呵...

2.按照金屬結構中給出的參考，抗擠壓強度是屈服強度的1.4倍，剪切強度是屈服強度的0.58倍，直觀上理解抗擠壓的強度應該也高，所以鉸制孔螺栓的失效形式一般是剪斷而不是擠壓破壞，這個建議你再查一下其他資料以作參考

沈石頭

chntod 發表于 2012-5-10 22:16
$ c% _  t" q3 z; p8 ]1.有幾個螺栓應該就是幾倍的摩擦力，具體詳細計算時螺栓的保證最大拉力可能與實際有出入，因為不好保證預 ...

0 Z5 j3 r1 _- {1 a) F& f& y1.對于六個螺栓共同拉緊，如果預緊程度有差異，總預緊力是小于6倍的單個允許最大拉力。算上安全系數確實有可能等于400Nm,不過對其中的折合系數和安全系數取值大小和計算方法比較感興趣，不知道是來自實驗結果，還是用概率類的數據分析結果
" \# T9 V" Z- E5 k+ q# S. F2.鉸制孔螺栓受橫向載荷，校核螺桿與孔壁的擠壓應力，許用擠壓應力來自機械設計手冊：

許用擠壓應力和抗壓強度是否是不同的兩個量？以前沒遇到過計算抗壓的例子，只知道一般較短的金屬剛件抗壓比抗拉強，尤其是脆性材料，如鑄鐵類的。
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mengyuang3

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; U9 ^' N$ Z# H' U/ ]鉸制孔靠螺栓靠剪切，光孔靠預緊力，選鉸制孔，需要校核螺栓直徑，光孔需要保證預緊力...

沈石頭

mengyuang3 發表于 2012-5-11 11:57
鉸制孔靠螺栓靠剪切，光孔靠預緊力，選鉸制孔，需要校核螺栓直徑，光孔需要保證預緊力...

. I0 J8 O# ~- Y7 v那么在公稱轉矩相同的情況下是選鉸制螺栓還是選一般螺栓？如果這兩個方案作用相同，其中一個就沒有可選的價值。手冊上把這兩個方案都列出來的目的是什么？

mengyuang3

沈石頭 發表于 2012-5-11 16:52
' b0 _% U" T# f& d2 G; T7 U$ c那么在公稱轉矩相同的情況下是選鉸制螺栓還是選一般螺栓？如果這兩個方案作用相同，其中一個就沒有可選的 ...

; }0 p/ H* ^7 Z) M用鉸制孔螺栓是為了保證對中性，光孔螺栓不需要，兩種形式所適用的聯軸器型號不同