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1、第 二 篇 連 接,機(jī)械動(dòng)連接,運(yùn)動(dòng)副,機(jī)械靜連接,焊接、,膠接、,鉚接,螺紋連接,、鍵連接、,銷連接等,第 五 章 螺 紋 連 接,5-1 螺 紋,一、螺紋的類型和應(yīng)用,類型：,普通螺紋、管螺紋；,矩形螺紋、,梯形螺紋、,鋸齒形螺紋,大徑 d 公稱直徑,小徑 強(qiáng)度計(jì)算直徑,二、螺紋的主要參數(shù),導(dǎo)程：S,線數(shù)：n、螺距：P,三、螺紋特點(diǎn)及應(yīng)用:,牙型角=60,牙型角=30,牙型角=0,三角形螺紋自鎖性好，用于連接。,矩形、梯形、鋸齒形螺紋傳動(dòng)效率高，用于傳動(dòng)。,5-2 螺紋連接的類型及應(yīng)用,1、螺栓連接,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,螺栓受拉力,普通螺栓連接,一、螺紋連接的基本類型,裝拆方便,鉸制孔螺栓連接,螺栓

2、受剪切、擠壓,用于橫向載荷大的連接,2、雙頭螺柱連接,用于被連接件較厚，不宜制成通孔，且經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合,雙頭螺柱受拉力,3、螺釘連接,用于不經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合,螺釘受拉力,4、緊定螺釘連接,5-3 螺紋連接的預(yù)緊和防松,螺旋副摩擦阻力矩,螺母和支承面上的摩擦阻力矩,一、螺紋連接的預(yù)緊,目的：增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止松動(dòng)。,螺旋副摩擦阻力矩,螺母和支承面上的摩擦阻力矩,G,F,將字母更換：F0 = G = ,預(yù)緊方法： 測(cè)力矩扳手（圖5-8） 定力矩扳手（圖5-9）,二、螺紋連接的防松,1、摩擦防松,螺紋升角=1o42 3o2,v= 6.5o 10.5o,墊圈動(dòng)畫(huà),防松的根本問(wèn)題： 防止螺旋副

3、的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),2、機(jī)械防松,3、其他防松,防松的根本問(wèn)題： 防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),5-6 螺栓組連接的設(shè)計(jì),一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1、連接接合面的幾何形狀要有對(duì)稱性；,2、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距和邊距；,3、分布在圓周上的螺栓數(shù)目多為偶數(shù)；,4、減小螺栓受力，盡量受力均勻。,螺栓布置靠近邊緣,螺栓排數(shù)不宜過(guò)多,二、螺栓組連接的受力分析,螺栓組受力分析的目的：,分析螺栓組中各螺栓的受力情況，找出受力最大的螺栓，以便進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。,螺栓組受的外載荷情況：,幾點(diǎn)假設(shè)：（1）所有螺栓的材料、直徑、長(zhǎng)度和預(yù)緊力均相同；（2）螺栓的對(duì)稱中心與連接結(jié)合面的形心重合；（3）受載后連接結(jié)合面仍保持為平面。,

4、1、受橫向載荷的螺栓組連接,鉸制孔用螺栓連接,螺栓受剪力,Z螺栓的數(shù)目,用普通螺栓連接,用普通螺栓連接,連接的不滑移條件：,防滑系數(shù) KS,F0=100N,z=3,f =0.15, Ks=1.2求F=?,不滑移條件：,2、受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接,a.用普通螺栓連接,連接的不滑移條件：,T=10Nm, Z=6,f =0.15, Ks=1.2 求F0=?,不滑移條件：,r1 =60mm,r2 =100mm,或,例：,b.鉸制孔用螺栓連接,受載最大的螺栓所受剪力,若 ri = rmax,T=10Nm, z=6,求Fmax=? F1= ?,r1,r2,r1 =60mm,r2 =100mm,3、受軸向力的緊

5、螺栓組連接,工作拉力,4、受傾覆力矩M的螺栓組連接,繞軸y-y受傾覆力矩M=10Nm, 求Fmax=?,Lmax=L=80,若繞軸x-x受傾覆力矩M=10Nm, 求Fmax=?,5-5 單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算,（一）松螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算,計(jì)算公式,（二）緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算,（二）緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算,5-6 單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算,1、僅受預(yù)緊力,1.3系數(shù)是考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響,設(shè)計(jì)式,驗(yàn)算式,減載銷減載套筒減載鍵,例1：3個(gè)普通螺栓連接，=200MPa, f =0.15, Ks=1.2,F=15 000N,求所需螺栓的直徑d1？,1)不滑移條件：,=20 000N,2)強(qiáng)度條件：,=12.86

6、mm,查標(biāo)準(zhǔn),2、承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接,工作拉力,預(yù)緊力,螺栓承受的總拉力,？,？,再受工作載荷,螺栓所受的總拉力,殘余預(yù)緊力,演示,靜強(qiáng)度計(jì)算,當(dāng)工作拉力 F 變化時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù),1.3,強(qiáng)度條件：,相對(duì)剛度,總拉力,按 ，判定強(qiáng)度計(jì)算方法,驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。,例2:圖示氣缸蓋用6個(gè)普通螺栓連接,已知?dú)飧讐毫=2MPa，D=80mm,取 試求: 1、螺栓小徑d1； 2、安裝時(shí)預(yù)緊力,解：1、求工作拉力F,2、求總拉力F2,3、求螺栓小徑,4、求螺栓的預(yù)緊力,3. 承受工作剪力的緊螺栓連接,剪切強(qiáng)度,失效形式：,擠壓強(qiáng)度,注意：-螺栓材料； p-螺栓或孔壁較弱的材

7、料,例3：一橫板用兩個(gè)普通螺栓聯(lián)在立柱上，已知P=4000N，L=200mm，d=100mm, f =0.15, , 試求螺栓小徑.,解: 1、將外力P 向螺栓組形心簡(jiǎn)化。,螺栓組受載,橫向力： P轉(zhuǎn)矩： T=PL =800000Nmm,2、分析在各載荷作用下，每個(gè)螺栓的受力。,=8000N,3、求合力,4、求螺栓的預(yù)緊力 F0,不滑移條件：,5、求螺栓小徑d1,6、討論1）其他條件不變，使螺栓之間的距離由100增至200mm,對(duì)連接有何影響？,合力：,結(jié)論：受轉(zhuǎn)矩和傾覆力矩作用的螺栓組，螺栓應(yīng)遠(yuǎn)離螺栓組形心或旋轉(zhuǎn)軸線。,2)當(dāng)兩個(gè)螺栓水平布置時(shí), 會(huì)有何影響？,4、受傾覆力矩M的螺栓組連接,

8、橫向載荷P 傾覆力矩,3、按不滑移條件求預(yù)緊力,不滑移條件：,4、求總拉力F2,5、求螺栓小徑,6、接合面是否出現(xiàn)間隙？,例5：P72圖示支座用4個(gè)螺釘連接,已知F=4800N，夾角a=50o,h=340mm,b=150mm, 取摩擦系數(shù) f =0.15, 防滑系數(shù)Ks=1.2,試設(shè)計(jì)螺栓連接.,F作用下每個(gè)螺栓工作拉力：,M作用下 螺栓工作拉力：,工作拉力,不滑移條件:M 作用對(duì)摩擦力沒(méi)有影響,防止下端結(jié)合面壓碎：,防止上端結(jié)合面出現(xiàn)縫隙：,57 螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力,一、螺紋聯(lián)接件材料,螺栓、螺柱、螺釘常用材料：Q215、Q235、35、45等碳素鋼；,特殊用途(防磁、導(dǎo)電): 特殊

9、鋼、銅合金、鋁合金等。,螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)分為10級(jí)。,作為標(biāo)準(zhǔn)零件，螺紋聯(lián)接件是按其性能等級(jí)選用的。對(duì)于一定性能等級(jí)的螺紋聯(lián)接件應(yīng)具備一定的強(qiáng)度極限。,沖擊振動(dòng)場(chǎng)合用：15Cr、40Cr、30CrMnSi等合金鋼。,墊圈：Q235、15、 35,墊圈： 65Mn,57 螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力,例：螺紋的性能級(jí)別為5.8級(jí),一、降低應(yīng)力幅,5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施,1、減小螺栓剛度（空心螺栓、加長(zhǎng)螺栓）,2、增大被連接件剛度（金屬墊片）,3、減小螺栓剛度、增大被連接件剛度，同時(shí)增加預(yù)緊力,二、改善螺紋牙間的載荷分布,懸置螺母,環(huán)槽螺母,內(nèi)斜螺母,四、避免附加應(yīng)力,三、減小應(yīng)力集中（大圓角和卸載結(jié)構(gòu)）,1.冷鐓螺栓頭，滾壓螺紋；2. 采用氮化、氰化、噴丸處理。,五、采用合理的制造方法,本章作業(yè)：P102習(xí)題 5-5，5-6，5-9,