广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文）
如图12-9a所示为螺栓没有拧紧时的情况，此时螺栓没有受力和变形。如图12-9b所示为螺栓拧紧后只受预紧力Q0作用时的情况，此时螺栓产生拉伸变形量，而被联接件则产生压缩变形量。如图12-9c所示是螺栓受工作载荷作用后的情况，此时螺栓继续受拉伸，其拉伸变形量增大，即螺栓的总拉伸变形量达到d1+Dd，这时，螺栓所受的总拉力为Q；同时，根据变形协调条件，被联接件则因螺栓的伸长而回弹，即被压联接件的压缩变形量减少了Dd，被联接件的残余压缩变形量为d2-Dd，相对应的压力称为残余预紧力Qr。此时，螺栓受工作载荷和残余预紧力的共同作用，所以，螺栓的总拉伸载荷为
Q=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。
为了保证联接的紧密性，防止联接受工作载荷后接合面间出现缝隙，应使Qr>0。对于有密封性要求的联接，取Qr=（1.5~1.8）QF。对于一般联接，工作载荷稳定时，取Qr=（0.2~0.6）QF。工作载荷有变化时，取Qr=（0.6~1.0）QF。
设计时，可先求出工作载荷QF，再根据联接的工作要求确定残余预紧力Qr，然后由式（12-8）计算出总拉伸载荷Q。同时考虑扭矩所产生的剪应力的影响，故螺栓的强度条件为
错误！未找到引用源。≤[错误！未找到引用源。]N/mm2 式中，Fa——螺栓总拉伸载荷，N； 其他符号的含义与上式相同。
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a） b） c） 图3-10 螺栓各阶段的受力与变形
受轴向载荷－紧螺栓（动载荷）校核计算结果 工作载荷 Fc = 1.323 kN 相对刚度 λ = 0.25 螺栓材料 = 45
螺栓抗拉强度 ζB = 610 MPa 螺栓屈服强度 ζs = 360 MPa 抗压疲劳强度 ζ－1t = 220 MPa 尺寸因数 ε = 1 制造工艺因数 Kt = 1 受力不均匀因数 Ku = 1 缺口应力集中因数 Kζ = 4.8 安全系数 Sa1 = 2
螺栓许用应力幅 [ζa] = 22.92 MPa 应选用的螺栓： 螺栓公称尺寸 = M12
M16轴向载荷－紧螺栓（动载荷）校核计算结果 工作载荷 Fc = 1.323 kN 相对刚度 λ = 0.25 螺栓材料 = 45
螺栓抗拉强度 ζB = 610 MPa 螺栓屈服强度 ζs = 360 MPa
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抗压疲劳强度 ζ－1t = 220 MPa 尺寸因数 ε = 0.87 制造工艺因数 Kt = 1 受力不均匀因数 Ku = 1 缺口应力集中因数 Kζ = 4.8 安全系数 Sa1 = 2
螺栓许用应力幅 [ζa] = 19.94 MPa 螺栓公称直径 Md = M16 螺栓小径 d1 = 12 mm
螺栓计算应力幅 ζa = 1.10 MPa 校核计算结果： ζa≤[ζa] 满足
所以选用M12的8.8级的螺栓符合工作的要求。 3.3 柔性设计在三维夹具设计中的体现
本章节介绍的夹具设计方案都体现了柔性设计思想。
孔系柔性夹具元件的特点是元件规格统一，结构简单，以孔定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，组装方便。
设计过程中可以发现设计有缺陷的地方，并能即使修改，避免了先制造后进行修改的过程。既加快了设计的速度又能节约成本。
本设计的焊接夹具设计中采用的是手动夹紧的设计方式。元件大多为非标准件。
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4 外门架下横梁的焊装夹具典型零部件二维图输出
4.1 典型零部件的二维图输出及尺寸标注
三维夹具的二维尺寸标注是将设计转化为生产的唯一方法。只有各个元件的尺寸有了明确的标注后才能进行实际生产，因此本节研究的内容是将虚拟设计转化为实际元件的关键。将三维图进行二维标注的重点和流程是：总图的标注－部件图的标注－零件图的标注，下面将用有代表性的例子一一详细说明。
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图4-1 旋转轴轴的二维草图尺寸标注
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