機械設(shè)計基礎(chǔ) 第5章 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和放松

1、10-5 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和放松一、預(yù)緊 預(yù)緊目的：增加聯(lián)接的剛性、緊密性及放松能力。擰緊過程：螺栓受拉，伸長。預(yù)預(yù) 緊緊F0F0F0F0在螺紋連接過程中，預(yù)緊力大小要適當。 如氣缸蓋螺紋連接， F0小缸蓋與缸體間出現(xiàn)間隙漏氣；F0過大螺栓拉斷1、預(yù)緊力預(yù)緊力 F021114AdS一般：碳鋼： 螺栓最小剖面積mm2 屈服極限 MPa 合金鋼：01(0.6 0.7)SFA01(0.5 0.6)SFA2、擰緊力矩 F0如何加上去的，通過扳手給螺母加一個力矩產(chǎn)生的，這個力矩叫做擰緊力矩12TF LTT102tg() 2vTFd0204wcddTf FT1螺旋副摩擦力矩T2端面摩擦力矩00.2TF d對

2、于M10M68粗牙螺紋，則可簡化為 由上式可得出預(yù)緊力與外加力矩的關(guān)系d:螺紋公稱直徑擰緊力矩可通過控制擰緊力矩T的大小，來控制預(yù)緊力通常扳手長過小螺栓易損壞，一般M515Ld0150.2F LFdF d075FF3. 控制預(yù)緊力的措施 通常，聯(lián)接不重要，用扳手長短可控制，關(guān)鍵部件，如航空、航天、壓力容器等必須要求可靠性，必須控制預(yù)緊力。2007年8月20日中國臺灣華航公司的一架737-800客機在沖繩機場降落后起火。 事故原因：螺栓松脫，刺穿油箱2005年1月美獵鷹美獵鷹1火箭火箭發(fā)射一分鐘后消失 軍事衛(wèi)星下落不明 事故原因螺母脫落3、 控制預(yù)緊力的措施：一般通過控制擰緊力矩來控制預(yù)緊力測力

3、距扳手 定力矩扳手最準確方法，測量預(yù)緊前后的螺栓變形量精確，直觀可直接測出螺栓預(yù)緊力的值思考： 除了外加擰緊力矩，還有沒有其他方法控制預(yù)力？ 用液壓拉伸器先 將螺栓拉長，擰螺母，再放松螺螺栓輪船燃氣輪機上螺栓，太大，無法用扳手（拿不動），怎樣擰緊（加預(yù)緊力）由于擰緊過程中螺栓被拉長先 將螺栓拉長液壓拉伸預(yù)緊技術(shù)F0F0F0F0二、螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接，通常滿足自鎖條件v 但是在沖擊、振動和變載的作用下，預(yù)緊力和摩擦力可能瞬間消失，多次重復后就可能使聯(lián)接松脫。因此，必須進行防松，否則會影響正常工作，造成事故。永久防松端鉚沖點（破壞螺紋）點焊液壓防松螺母10-6 螺紋聯(lián)接的強度計算螺紋連接常常用

4、螺栓組受力分析找出受力最大的螺栓理論計算（螺栓組應(yīng)大小相同，美觀且便于安裝）強度計算：用多大螺栓，強度夠不夠強度計算：用多大螺栓，強度夠不夠 受拉螺栓的失效形式主要是：螺紋部分的塑性變形。螺桿的疲勞斷裂。65%20%15%一、松螺栓聯(lián)接工作前不擰緊，無F0，（如吊鉤螺栓）只有工作載荷F起拉伸作用，主要失效形式拉斷。強度條件為：21 4Fd MPa 設(shè)計問題：14 Fd 式中：d1螺桿危險截面直徑（mm） 許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) （mm） 定公稱直徑d二、緊螺栓聯(lián)接 工作前有預(yù)緊力F0 (僅研究普通螺栓連接形式) F0F0F0F0 工作前擰緊，在擰緊力矩T作用下，螺栓僅承受預(yù)緊力 0

5、21/4Fd對于給出預(yù)緊力F0 多大螺栓合適？進而求出d1可否ca預(yù)緊力F0產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 螺紋摩擦力矩T1產(chǎn)生剪應(yīng)力復合應(yīng)力狀態(tài)02114Fd2200132111021tan()22tan()1164410 680.50.54vvTddFFTdWddFMMd 當拉應(yīng)力剪應(yīng)力按第四強度理論：2231.3ca0211.3 4caFd 014 1.3Fd 強度條件為：式中：F0預(yù)緊力（N） 1.3考慮螺紋力矩對螺栓聯(lián)接強度的影響 設(shè)計公式：那么F0=?2受橫向工作載荷時特點：桿孔間有間隙，靠擰緊后正壓力由（F0）產(chǎn)生摩擦力來傳遞外載荷，保證聯(lián)接可靠（不產(chǎn)生相對滑移）的條件為： FFFFb)a)FFF

6、F0m f FCF0aC FFFm f所須的預(yù)緊力為F0f 摩擦系數(shù)m接合面數(shù)C可靠性系數(shù)帶入上節(jié)強度（設(shè)計）公式可校核（求d1）螺栓所需的軸向力（即預(yù)緊力）應(yīng)為當00.151.218fCmFF即，預(yù)緊力為橫向工作載荷的8倍，所以螺栓聯(lián)接靠摩擦力來承擔橫向載荷時，其尺寸較大。 3、受軸向工作載荷時FP工作特點：工作前擰緊，有F0；工作后加上工作載荷F, 工作前、工作中載荷變化。解決問題：a) 保證安全可靠的工作，F(xiàn)0=？ b) 工作時螺栓總載荷，F(xiàn)E=？ FDDp1.51.8REFF0.20.6REFF0.61.0REFF1.有密封性要求聯(lián)接2.一般聯(lián)接工作載荷穩(wěn)定3.一般聯(lián)接工作載荷變化aREFFF00baEbmCFFFFFCCbbmCCC01mREbmbREbmCFFCFFCCFCC總拉力相對剛度聯(lián)立上兩式得（F0與FR的關(guān)系） 212N/m.34m1aFd 14 1.3mmaFd 設(shè)計公式 強度條件