关于抱箍类夹紧力计算

99long

采用抱箍方式夹紧，验算被夹持圆筒变形，在网上找到如下计算，感觉算出的压力P很小，请大家帮忙看下公式是否正确。装配时,由于每个螺栓施加了预紧力 F0，从而使夹壳与轴的配合面间相互压紧，其受力分析见图1所示

图 1受力分析图

配合面上的压力 P可按下式计算:

P=z*F0/d*L，(1)

式中:F0为螺栓的预紧力(N),;z 为螺栓数目;d 轴的基本直径(mm),;L 为夹紧件的长度(mm),因此,夹紧件摩擦力矩:

Tf=P*f*d/2*π *d*L/2=π *F0*Z*f*d/4，(2)

式中:f 为配合面的摩擦系数,f=0.1~0.2,取 0.15
+ r' p/ \; |; v. n

已知条件：

夹紧螺钉选用12.9级M4内六角螺钉，螺钉材料的屈服强度(σ s=1080MPa)，被夹紧圆柱直径（d=12mm），圆柱壁厚1.5mm，有效夹紧高度L=13mm，螺栓螺纹有效截面面积(As=8.78mm^2),预紧扭矩(T=5N.m)

通过螺钉屈服强度计算出F0

碳素钢螺钉 Fo= (0.6~0.7) σ s*As（N）

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

用SW仿真（定义M4螺钉为接头虚拟螺钉，预紧扭矩5N，定义抱箍底部分割环状面及被夹圆柱底部环状面作为固定面，装配体仿真探测结果，螺钉轴心力4629N，压力约196MPa，变形量0.0283mm）可见螺钉夹紧力与手算差不多，压力P值两者差数量级，变形量手算没找到公式，只能仿真，

" @1 m; A  I$ L' f' p- L

ytzhanggj007

夸张一点考虑，如果抱箍足够厚，螺栓根本夹不动抱箍，那p就无从谈起。此处的数学模型我认为有缺陷，如果说两侧均有螺栓还比较合适。

99long

ytzhanggj007 发表于 2023-8-6 11:31
8 t- G! j. G, N$ F0 F夸张一点考虑，如果抱箍足够厚，螺栓根本夹不动抱箍，那p就无从谈起。此处的数学模型我认为有缺陷，如果说 ...

赞同，手算这块公式是好像是有问题，仿真可信度没找到理论支持。这种结构用的地方很多，一般用于传递扭矩和固定。目前实际应用需要考虑变形，圆柱体为精密器件，装配上压力大了会夹破，想控制力度防呆设计，保证装配一致性

加肥猫devil

你做受力分析的图和第一张图是有区别的，第一张是有铣扁，也就是开口位置是比较薄的，相对容易变形，你做受力分析的那个零件中间割开的太少了，你多割开一点，让连接的部分变薄，这样容易变形一些。如果中间圆柱体不能受太大力，那么设计的时候就要注意公差配合要两两分段，同时锁螺丝的时候就要用扭矩扳手了，有限元分析和实际需要相结合，分析出来结果以后再跟实际情况对比进行逆推找经验，因为实际情况会比分析要复杂的多，尺寸差异，材料差异，零件均匀性差异等等。

热青茶

1把抱箍当刚体在算。2受力肯定不是均匀圆周力，这是夹紧。

99long

加肥猫devil 发表于 2023-8-7 08:07
你做受力分析的图和第一张图是有区别的，第一张是有铣扁，也就是开口位置是比较薄的，相对容易变形，你做受 ...

谢谢答复，赞同，就是发现实际操作失误导致工件夹坏，已购置扭矩扳手，想通过预留开口公差间隙，保证夹紧的同时也保护工件不夹坏。现在也就是验证仿真正确性，如果正确也可以作为以后同样问题分析工具
( P- G1 L* @$ s. C4 a2 H

99long

热青茶 发表于 2023-8-7 09:21
3 O* T% ^) E8 R1把抱箍当刚体在算。2受力肯定不是均匀圆周力，这是夹紧。

第一张图的计算公式感觉是有些问题，目前也没找到合适公式，这种结构用的比较广泛，我也是通过sw仿真来模拟，正确性不好验证。