第五章螺紋聯(lián)接及螺旋傳動(dòng)

1、第五章第五章 螺紋聯(lián)接及螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接及螺旋傳動(dòng) 第一節(jié)第一節(jié) 螺紋聯(lián)接的分類(lèi)與防松螺紋聯(lián)接的分類(lèi)與防松一、螺紋的主要參數(shù)一、螺紋的主要參數(shù)螺紋螺紋外螺紋，內(nèi)螺紋；外螺紋，內(nèi)螺紋；左旋螺紋，右旋螺紋左旋螺紋，右旋螺紋-如何判別如何判別單線螺紋，多線螺紋單線螺紋，多線螺紋-怎么判別怎么判別主要參數(shù)主要參數(shù)d、d1、d2、n、P、S、 tan= S/(d2)= nP/(d2)二、螺紋的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用二、螺紋的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用1.普通螺紋：普通螺紋：=600，效率低，自鎖性強(qiáng)，用于聯(lián)接。，效率低，自鎖性強(qiáng)，用于聯(lián)接。粗牙螺紋粗牙螺紋 細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋2.管螺紋管螺紋 =550 3.米制錐螺紋米制

2、錐螺紋=600 4.矩形螺紋矩形螺紋=00 5.梯形螺紋梯形螺紋=300 6.鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋=30 、 300 三、螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型三、螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型1螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接1）普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間有間隙被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間有間隙優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、不受被聯(lián)接件材料的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、不受被聯(lián)接件材料的限制限制應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合：被聯(lián)接件較薄能從兩邊進(jìn)行安裝被聯(lián)接件較薄能從兩邊進(jìn)行安裝主要尺寸：主要尺寸：2）鉸制孔螺栓聯(lián)接）鉸制孔螺栓聯(lián)接 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：孔和螺桿多采用基孔制過(guò)渡配合孔和螺桿多采用基孔制過(guò)渡配

3、合優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：能精確固定被聯(lián)接件的相對(duì)位置，能承受橫能精確固定被聯(lián)接件的相對(duì)位置，能承受橫向載荷向載荷2螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、主要尺寸結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、主要尺寸3雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、主要尺寸結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、主要尺寸螺柱的固定螺柱的固定4緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊四、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接裝配時(shí)擰緊，使聯(lián)接在承受工作載螺紋聯(lián)接裝配時(shí)擰緊，使聯(lián)接在承受工作載荷前預(yù)先受到力作用。目的荷前預(yù)先受到力作用。目的預(yù)緊時(shí)螺栓所受的拉力預(yù)緊時(shí)螺栓所受的拉力預(yù)緊力預(yù)緊力F0預(yù)緊力要適度預(yù)緊力要適度,推薦按下列關(guān)系確定：推薦按下列關(guān)系

4、確定：碳素鋼螺栓碳素鋼螺栓F0（0.6-0.7）SA1合金鋼螺栓合金鋼螺栓F0（0.5-0.6）SA1控制預(yù)緊力控制預(yù)緊力測(cè)力矩板手、定力矩板手測(cè)力矩板手、定力矩板手 測(cè)量螺栓伸長(zhǎng)量法測(cè)量螺栓伸長(zhǎng)量法預(yù)緊力與擰緊力矩的關(guān)系為預(yù)緊力與擰緊力矩的關(guān)系為T(mén)0.2 F0d需預(yù)緊需預(yù)緊緊聯(lián)接緊聯(lián)接不需預(yù)緊不需預(yù)緊松聯(lián)接松聯(lián)接螺栓組應(yīng)按一定順序逐次擰緊螺栓組應(yīng)按一定順序逐次擰緊五、螺紋聯(lián)接的防松五、螺紋聯(lián)接的防松防松的根本問(wèn)題在于防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)防松的根本問(wèn)題在于防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。1）摩擦防松）摩擦防松對(duì)頂螺母、對(duì)頂螺母、彈簧墊圈、彈簧墊圈、金屬鎖緊螺母金屬鎖緊螺母2）機(jī)械防

5、松）機(jī)械防松開(kāi)口銷(xiāo)與槽形螺母、開(kāi)口銷(xiāo)與槽形螺母、止動(dòng)墊片、止動(dòng)墊片、止動(dòng)墊片與圓螺母、止動(dòng)墊片與圓螺母、串聯(lián)金屬絲串聯(lián)金屬絲3）不可拆防松）不可拆防松端鉚、沖點(diǎn)、焊接、膠接端鉚、沖點(diǎn)、焊接、膠接第二節(jié)第二節(jié) 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一、螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1受拉螺栓受拉螺栓螺紋斷裂螺紋斷裂保證螺栓的靜力或疲勞位伸強(qiáng)度保證螺栓的靜力或疲勞位伸強(qiáng)度 2受剪螺栓受剪螺栓螺栓桿和孔壁的貼合面上螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺桿被剪斷出現(xiàn)壓潰或螺桿被剪斷保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓桿的剪切強(qiáng)保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓桿的剪切強(qiáng)度度二、松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

6、二、松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算拉伸強(qiáng)度校核式 拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)式421dF41Fd 二、緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 1僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接預(yù)緊力預(yù)緊力F0 螺栓處于拉應(yīng)力螺栓處于拉應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的復(fù)合應(yīng)力的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。推導(dǎo)知計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)。推導(dǎo)知計(jì)算應(yīng)力ca=1.3螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件式為螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件式為 43 . 1210dFca 2承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為min0ppLdF420dF3承受預(yù)緊力和工作拉力的

7、緊螺栓聯(lián)接承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接1）螺栓總拉力）螺栓總拉力螺栓受預(yù)緊力螺栓受預(yù)緊力F0的拉伸作用伸長(zhǎng)的拉伸作用伸長(zhǎng)b=F0/Cb，被聯(lián)接件則在被聯(lián)接件則在F0的壓縮作用下縮短的壓縮作用下縮短m= F0/Cm，螺栓受力螺栓受力F0F2，總伸長(zhǎng)量，總伸長(zhǎng)量bb+被聯(lián)接件受力被聯(lián)接件受力F0F1，總壓縮量，總壓縮量mm=m-。F1稱(chēng)為殘余預(yù)緊力稱(chēng)為殘余預(yù)緊力3承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接1）螺栓總拉力）螺栓總拉力根據(jù)螺栓的靜力平衡條件：根據(jù)螺栓的靜力平衡條件：螺栓的總拉力螺栓的總拉力F2= F1+ F為了保證聯(lián)接的緊密性，為了保證聯(lián)接的緊密性，應(yīng)使應(yīng)使F

8、10推薦采用推薦采用 F1為為對(duì)于有密封性要求的聯(lián)接對(duì)于有密封性要求的聯(lián)接 F1=（1.51.8）F對(duì)于一般聯(lián)接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)對(duì)于一般聯(lián)接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)F1=（0.20.6）F對(duì)于一般聯(lián)接，工作載荷不穩(wěn)定時(shí)對(duì)于一般聯(lián)接，工作載荷不穩(wěn)定時(shí)F1=（0.61.0）F 對(duì)于地腳螺栓聯(lián)接對(duì)于地腳螺栓聯(lián)接F1F 2）強(qiáng)度公式）強(qiáng)度公式 拉伸強(qiáng)度條件校核對(duì)式為設(shè)計(jì)公式為 43 . 1212dFca3 . 1421Fd3）預(yù)緊力）預(yù)緊力F0、殘余預(yù)緊力、殘余預(yù)緊力F1與總拉力與總拉力F2的關(guān)的關(guān)系系根據(jù)螺栓與被聯(lián)接件變形協(xié)調(diào)條件有根據(jù)螺栓與被聯(lián)接件變形協(xié)調(diào)條件有b=m= FCCCFFCCCFFFCCCFC

9、CCCFFFFFFFFFmbmmbbmbbmbmbmbmb11000101, ,tantan)(代入前式得或剛度表示螺栓和被聯(lián)接件的螺栓相對(duì)剛度 =C可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算知，設(shè)計(jì)推薦?。航饘賶|片（或無(wú)墊片）C=0.20.3皮革墊片C=0.7銅皮石棉墊片C=0.8 橡膠墊片C=0.9FCCCFFFFFmbb0202或)/(mbbCCC 4）螺栓的疲勞強(qiáng)度校核）螺栓的疲勞強(qiáng)度校核螺栓危險(xiǎn)截面的最大拉應(yīng)力為螺栓危險(xiǎn)截面的最大拉應(yīng)力為最小拉應(yīng)力為最小拉應(yīng)力為應(yīng)力幅為應(yīng)力幅為 應(yīng)力變化規(guī)律：min=C（常數(shù)）212max4dF210min4dF21minmax22dFCCCmbba安全系數(shù)校核安全系數(shù)校核：

10、如果螺栓的工作應(yīng)力點(diǎn)在OJGI區(qū)域，仿式（3-24）校核螺栓危險(xiǎn)截面的疲勞強(qiáng)度如果螺栓的工作應(yīng)力點(diǎn)在GIC區(qū)域，仿式（3-18）校核螺栓危險(xiǎn)截面的靜強(qiáng)度。SKKSatcca)2)()(2minmin1四、螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力四、螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力1螺紋聯(lián)接件的材料螺紋聯(lián)接件的材料國(guó)標(biāo)規(guī)定螺紋聯(lián)接件按材料力學(xué)性能分為十個(gè)等級(jí)國(guó)標(biāo)規(guī)定螺紋聯(lián)接件按材料力學(xué)性能分為十個(gè)等級(jí) 所用螺母的性能等級(jí)應(yīng)不低于與其相配螺栓的性能所用螺母的性能等級(jí)應(yīng)不低于與其相配螺栓的性能等級(jí)等級(jí) 2螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力許用拉應(yīng)力許用拉應(yīng)力=S/S許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力=S/S許用擠壓應(yīng)力許用擠壓

11、應(yīng)力p=S/Sp（對(duì)于鋼）（對(duì)于鋼）許用擠壓應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力p=B/Sp（對(duì)于鑄鐵）（對(duì)于鑄鐵）安全系數(shù)安全系數(shù)S見(jiàn)表見(jiàn)表5-10五、提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度五、提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施的措施 1降低影響螺栓疲勞降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅強(qiáng)度的應(yīng)力幅措施：措施：減小螺栓剛度：減小螺栓剛度：增加螺栓長(zhǎng)度；用腰桿狀螺栓或空心螺栓；增加螺栓長(zhǎng)度；用腰桿狀螺栓或空心螺栓；螺母下裝彈性元件等；螺母下裝彈性元件等；增大被聯(lián)接件剛度：增大被聯(lián)接件剛度：采用剛性較大的墊片或不用墊片；采用剛性較大的墊片或不用墊片；適當(dāng)增加預(yù)緊力適當(dāng)增加預(yù)緊力 2改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象加厚螺母不能提

12、高聯(lián)接的強(qiáng)度。加厚螺母不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。 措施：懸置螺母、措施：懸置螺母、環(huán)槽螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母、內(nèi)斜螺母、環(huán)槽加內(nèi)斜、環(huán)槽加內(nèi)斜、鋼絲螺套鋼絲螺套3減小應(yīng)力集中的影響減小應(yīng)力集中的影響措施：較大圓角、卸載結(jié)構(gòu)、螺紋收尾改為措施：較大圓角、卸載結(jié)構(gòu)、螺紋收尾改為退刀槽；退刀槽；4避免產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力避免產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力凸臺(tái)、魚(yú)眼坑、凸臺(tái)、魚(yú)眼坑、球面墊圈、球面墊圈、腰環(huán)腰環(huán)5采用合理的制造工藝方法采用合理的制造工藝方法第三節(jié)第三節(jié) 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1接合面呈軸對(duì)稱(chēng)的簡(jiǎn)單幾何形狀，接合面呈軸對(duì)稱(chēng)的簡(jiǎn)單幾何形狀，2螺栓組布局應(yīng)

13、使各螺栓的受力合理螺栓組布局應(yīng)使各螺栓的受力合理3螺栓的排列應(yīng)有合理的間距和邊距螺栓的排列應(yīng)有合理的間距和邊距4分布在圓周的螺栓應(yīng)采用易于分度的數(shù)目分布在圓周的螺栓應(yīng)采用易于分度的數(shù)目4、6、8等等5同一螺栓組，通常采用相同的螺栓材料、直徑同一螺栓組，通常采用相同的螺栓材料、直徑和長(zhǎng)度和長(zhǎng)度6結(jié)構(gòu)和空間合理，留有板手空間位置結(jié)構(gòu)和空間合理，留有板手空間位置 7避免螺栓承受偏心載荷避免螺栓承受偏心載荷8受橫向載荷的螺栓聯(lián)接可采用卸荷裝置受橫向載荷的螺栓聯(lián)接可采用卸荷裝置9合適的防松裝置合適的防松裝置二、螺栓組聯(lián)接的受力分析二、螺栓組聯(lián)接的受力分析1受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接1）

14、當(dāng)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)，認(rèn)為載荷均）當(dāng)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)，認(rèn)為載荷均分分F=F/z2）當(dāng)采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)，應(yīng)保證預(yù)緊后聯(lián)）當(dāng)采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)，應(yīng)保證預(yù)緊后聯(lián)接面間產(chǎn)生的摩擦力大于等于橫向載荷接面間產(chǎn)生的摩擦力大于等于橫向載荷fF0ziKSF _防滑系數(shù)防滑系數(shù) KS=1.11.32受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接1）采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)）采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)根據(jù)底板的靜力平衡條件可得根據(jù)底板的靜力平衡條件可得根據(jù)螺栓的變形協(xié)調(diào)條件根據(jù)螺栓的變形協(xié)調(diào)條件 代入得代入得TrFizii1zirrFFrFrFiiii,.3 , 2 , 1,maxmaxmaxmax或ziirTrF12

15、maxmax2）采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)根據(jù)底板的靜力平衡條件有 ziiszsszrfTKrrrfTKFTKrfFrfFrfF121002010)(3受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接各螺栓所受的工作載荷為各螺栓所受的工作載荷為F=F/z4受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接根據(jù)底板的靜力平衡條件得根據(jù)底板的靜力平衡條件得根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件代入上式代入上式 iziilFM1maxmaxLLFFiiziiziiLMLFLLFM1maxmax1maxmax或計(jì)算受傾覆力矩的螺栓組強(qiáng)度時(shí)，首先由預(yù)緊力F0、最大工作載荷Fmax確定受力最大的螺栓的總拉力F2，由式（5-18）

16、得按式（5-19）進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 或 max02FCCCFFmbb43 . 1212dFca3 . 1421Fd 為了防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，應(yīng)檢查受載后地基接合面壓應(yīng)力的最大值不超過(guò)允許值，最小值不小于零， 值的附加擠壓應(yīng)力的最大因加載而在地基上并生應(yīng)力前由預(yù)緊力產(chǎn)生的擠壓代表地基接合面在受載WMCCCMWAzFmbmppppppppp10max0maxminmaxmax 三、螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)步驟三、螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)步驟1）進(jìn)行螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）進(jìn)行螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）計(jì)算總載荷在各螺栓上的分配）計(jì)算總載荷在各螺栓上的分配3）進(jìn)行單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算）進(jìn)行單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)

17、算 圖示為固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架，已知圖示為固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架，已知總載荷總載荷F=4800N，其作用線與垂直線的夾，其作用線與垂直線的夾角角=500，底板高底板高h(yuǎn)=340mm，寬寬b=150mm，試設(shè)計(jì)此螺栓組聯(lián)接。試設(shè)計(jì)此螺栓組聯(lián)接。 解：解：1）螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）螺栓受力分析）螺栓受力分析（1）螺栓組聯(lián)接受力：）螺栓組聯(lián)接受力：軸向力、橫向力和傾覆力矩軸向力、橫向力和傾覆力矩軸向力軸向力:F的水平分力，向右，作用于螺栓組的中心的水平分力，向右，作用于螺栓組的中心Fh= Fsin=4800sin500=3677N橫向力橫向力:F的垂直分力，向下，作用于螺栓組的

18、接合的垂直分力，向下，作用于螺栓組的接合面面FV= Fcos=4800cos500=3085N傾覆力矩，順時(shí)針?lè)较騼A覆力矩，順時(shí)針?lè)较騇= Fh160+ FV150=1051070Nmm（2）在軸向力的作用下）在軸向力的作用下各螺栓所受的工作拉力各螺栓所受的工作拉力 Fa = Fh /z=3677/4=919N（3）在傾覆力矩作用下，）在傾覆力矩作用下，上面兩螺栓加載，下面兩螺栓減載，傾覆力上面兩螺栓加載，下面兩螺栓減載，傾覆力矩引起受載較大的螺栓的工作載荷矩引起受載較大的螺栓的工作載荷受載較大螺栓總的軸向工作載荷受載較大螺栓總的軸向工作載荷F= Fa +Fmax=919+1877=2796N

19、NLMLFii1877140414010510702412maxmax（4）根據(jù)底板不滑移條件，確定螺栓所需預(yù)）根據(jù)底板不滑移條件，確定螺栓所需預(yù)緊力緊力F0 。 查表查表5-6知接合面摩擦系數(shù)知接合面摩擦系數(shù)f=0.16，并取，并取Cb/Cb+Cm=0.2，則，則Cm/Cb+Cm=0.8，取防，取防滑系數(shù)滑系數(shù)Ks=1.2，代入上式，代入上式hmbmVsVshmbmFCCCfFKzFFKFCCCzFf100NFCCCfFKzFhmbmVs652036778 . 016. 030852 . 14110（5）受力較大螺栓所受的總拉力）受力較大螺栓所受的總拉力F2。3）確定螺栓直徑）確定螺栓直徑選

20、擇螺栓材料為選擇螺栓材料為Q235，性能等級(jí)為，性能等級(jí)為4.6的螺的螺栓，查表栓，查表5-8得屈服極限得屈服極限s=240MPa，由表，由表5-10查得安全系數(shù)查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓的許用應(yīng)，故螺栓的許用應(yīng)力為力為= s/S=240/1.5=160MPaNFCCCFFmbb707927962 . 0652002mmFd6 . 816070793 . 143 . 1421查粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)，選用公稱(chēng)直徑查粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)，選用公稱(chēng)直徑d=12mm，螺紋小，螺紋小徑徑d1=10.106mm。4）校核螺組聯(lián)接接合面的工作能力）校核螺組聯(lián)接接合面的工作能力（1）聯(lián)接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值，

21、）聯(lián)接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值，以防止壓碎以防止壓碎查表查表5-7得得p=0.5B=0.5250=125MPa1.84MPa，滿足滿足MPaWMFCCCzFAhmbmp84. 1)220340(2/3401215105107036778 . 065204)220340(15011330max（2）接合面上端有一定的殘余預(yù)緊力）接合面上端有一定的殘余預(yù)緊力pmin0不會(huì)產(chǎn)生間隙。不會(huì)產(chǎn)生間隙。5）校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適）校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適參考式參考式5-2，對(duì)于碳素鋼螺栓，對(duì)于碳素鋼螺栓，要求要求F0（0.60.7）sA1要求的預(yù)緊力小于上值，滿足要求的預(yù)緊力小于上值，滿

22、足。MPaWMFCCCzFAhmbmp72. 0)220340(2/3401215105107036778 . 065204)220340(15011330maxNdAss8 .11550106.1042406 . 046 . 06 . 02211確定螺栓的公稱(chēng)直徑后確定螺栓的公稱(chēng)直徑后,螺栓的類(lèi)型、長(zhǎng)螺栓的類(lèi)型、長(zhǎng)度、精度以及相應(yīng)的螺母、墊圈等結(jié)度、精度以及相應(yīng)的螺母、墊圈等結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)尺寸,可根據(jù)底板厚度、螺栓在立柱可根據(jù)底板厚度、螺栓在立柱上的固定方式及防松裝置等全面考慮上的固定方式及防松裝置等全面考慮后定出后定出.第四節(jié)第四節(jié) 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)一、螺旋傳動(dòng)的工作原理：一、螺旋傳動(dòng)的工作原

23、理：組成組成螺桿、螺母和機(jī)架螺桿、螺母和機(jī)架 傳動(dòng)傳動(dòng)回轉(zhuǎn)變直移，回轉(zhuǎn)變直移，平穩(wěn)、準(zhǔn)確。平穩(wěn)、準(zhǔn)確。二、類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用二、類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用1按功能分按功能分1）傳力螺旋）傳力螺旋2）傳導(dǎo)螺旋）傳導(dǎo)螺旋 3）調(diào)整螺旋）調(diào)整螺旋L=（SA-SB）/(2)微動(dòng)螺旋微動(dòng)螺旋L=（SA+SB）/(2)復(fù)式螺旋復(fù)式螺旋2。磨擦狀態(tài)分。磨擦狀態(tài)分滑動(dòng)螺旋滑動(dòng)螺旋靜壓螺旋靜壓螺旋滾動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋 三、螺旋傳動(dòng)的受力分析和效率三、螺旋傳動(dòng)的受力分析和效率1軸向力與轉(zhuǎn)矩關(guān)系軸向力與轉(zhuǎn)矩關(guān)系設(shè)設(shè)F-軸向力，軸向力，F(xiàn)t-切向力，切向力，T-外力矩外力矩舉起時(shí)：舉起時(shí)：Ft= Ftan(+) T=Fd2tan(+

24、)/2-當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角tan=f/cos下降時(shí)：下降時(shí)：Ft= Ftan(-)自鎖條件：自鎖條件：2。傳動(dòng)效率。傳動(dòng)效率= tan/ tan(+)四、滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料四、滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料1滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu) 1）螺桿的支承結(jié)構(gòu)）螺桿的支承結(jié)構(gòu) 2）螺母的結(jié)構(gòu)）螺母的結(jié)構(gòu) 3）螺紋類(lèi)型常用梯形、矩形、鋸齒形，右）螺紋類(lèi)型常用梯形、矩形、鋸齒形，右旋旋2螺桿和螺母的材料螺桿和螺母的材料 1）螺桿）螺桿 一般傳動(dòng)一般傳動(dòng)Q235、45、50鋼；鋼；重載、高速的重要傳動(dòng)重載、高速的重要傳動(dòng)40Cr、45Mn、40WMn、20CrMnTi；精密傳動(dòng)精密傳動(dòng)CrWMn、38CrMo

25、AI等等2）螺母）螺母常用鑄錫青銅常用鑄錫青銅ZCuSn10Pb1、ZCuSn5PbZn5；低；低速重載可用鑄無(wú)錫青銅速重載可用鑄無(wú)錫青銅ZCuAI10Fe3；低速輕載可采耐磨鑄鐵或灰鑄鐵；低速輕載可采耐磨鑄鐵或灰鑄鐵；尺寸較大的螺母可用螺紋部分澆注銅合金。尺寸較大的螺母可用螺紋部分澆注銅合金。五、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算五、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算1）校核公式）校核公式 2）設(shè)計(jì)公式）設(shè)計(jì)公式 設(shè)螺母高度系數(shù)設(shè)螺母高度系數(shù)=H/d2，則，則H=d2，代入，代入上式上式22phHdFPhudFAFp2phFPd對(duì)于矩形和梯形螺紋，對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5P；對(duì)于鋸齒形

26、螺紋，對(duì)于鋸齒形螺紋，h=0.75P 的推薦：整體式螺母的推薦：整體式螺母=1.22.5；剖分；剖分式及兼作支承的螺母式及兼作支承的螺母=2.53.5；傳動(dòng)精度高、使用壽命較長(zhǎng)的螺母?jìng)鲃?dòng)精度高、使用壽命較長(zhǎng)的螺母=4； 根據(jù)根據(jù)d2查標(biāo)準(zhǔn)選取查標(biāo)準(zhǔn)選取d和和P，為使各圈受力均，為使各圈受力均勻工作圈數(shù)不宜過(guò)多，一般勻工作圈數(shù)不宜過(guò)多，一般u10，選擇尺寸參數(shù)時(shí)，要保證選擇尺寸參數(shù)時(shí)，要保證P/ d20.12螺桿強(qiáng)度計(jì)算螺桿強(qiáng)度計(jì)算式中式中3螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 431332122222dTFAWTAFTca2)tan(,4162131dFTdAdWvT62bbuDbFlDb

27、uF4螺桿穩(wěn)定性計(jì)算螺桿穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿應(yīng)校核螺桿穩(wěn)定性條件 Ssc=Fcr/FSsFcr螺桿的臨界載荷。根據(jù)螺桿柔度s值的大小選用不同的公式。64)(4122dIIlEIFcr螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩14541查表長(zhǎng)度系數(shù)危險(xiǎn)截面的慣性半徑工作長(zhǎng)度，dAIi；ilils圖示為受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接工作時(shí)圖示為受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接工作時(shí)力與變形的關(guān)系，試問(wèn)：（力與變形的關(guān)系，試問(wèn)：（1）螺栓剛度）螺栓剛度Cb和被聯(lián)接件剛度和被聯(lián)接件剛度Cm的大小對(duì)螺栓受力有何的大小對(duì)螺栓受力有何影響？（影響？（2）若預(yù)緊力）若預(yù)緊力F0=800N，工作載荷，工作載荷F=1000N，Cm=

28、4Cb，試計(jì)算：，試計(jì)算：1）螺栓上）螺栓上總載荷；總載荷；2）殘余預(yù)緊力）殘余預(yù)緊力解：（解：（1）由）由 可知，可知，當(dāng)當(dāng)F0、F、Cm不變時(shí)，螺栓剛度不變時(shí)，螺栓剛度Cb減小將使總載荷減小將使總載荷F2減?。槐宦?lián)接件剛度減?。槐宦?lián)接件剛度Cb增大將使總載荷增大將使總載荷F2減?。粶p??；（2）螺栓總拉力）螺栓總拉力F2=F+ F1得得F1=F2-F=1000-1000=0或者由或者由F0=F1+FCm/（Cb+Cm）得）得F1=F0-FCm/（Cb+Cm）=800-10004Cb/（Cb +4 Cb）=0FCCCFFFFFmbb0202NCCCFCCCFFbbbmbb10001000480

29、002圖示一厚度為圖示一厚度為15mm的薄板，用兩個(gè)鉸制孔的薄板，用兩個(gè)鉸制孔螺栓固定在機(jī)架上，已知載荷螺栓固定在機(jī)架上，已知載荷P=4000N，螺栓、板和機(jī)架材料許用應(yīng)力螺栓、板和機(jī)架材料許用應(yīng)力=120MPa，許用剪應(yīng)力許用剪應(yīng)力=95MPa，應(yīng)用擠壓應(yīng)力，應(yīng)用擠壓應(yīng)力p=150MPa，板間摩擦系數(shù)，板間摩擦系數(shù)f=0.2。（1）確定合理的螺紋）確定合理的螺紋直徑；（直徑；（2）若改用普）若改用普通螺栓，螺紋直徑應(yīng)為通螺栓，螺紋直徑應(yīng)為多大（防滑系數(shù)多大（防滑系數(shù)Ks=1.2）。 解：1。求鉸制孔螺栓直徑1）在載荷P的作用下兩鉸制孔螺栓受力為F1、F2，可由力平衡條件得NPaalFNPal

30、FalPaFaFPFF12000400010030022800040001002002)(2121122）由螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件3）由螺桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件4）取螺栓光桿直徑為13mm，螺紋外徑為M12mmFd68.1295120004420mmlFdldFppp3 . 51501512000min20min0 得2采用普通螺栓，應(yīng)按接合面不滑移條件1）計(jì)算預(yù)緊力2）計(jì)算危險(xiǎn)截面直徑3）取螺栓M36NfFKFFKfFss720002 . 0120002 . 1max0max0mmFd51.31120720003 . 143 . 1401圖示支架用圖示支架用4個(gè)普通螺栓聯(lián)接在支柱上，已知個(gè)普通

31、螺栓聯(lián)接在支柱上，已知載荷載荷F=12400N，尺寸參數(shù)如圖，接合面摩，尺寸參數(shù)如圖，接合面摩擦系數(shù)擦系數(shù)f=0.2，螺栓材料的屈服極限，螺栓材料的屈服極限s=270N/mm2，安全系數(shù)，安全系數(shù)S=1.5，螺栓的，螺栓的相對(duì)剛度相對(duì)剛度Cb/（Cb+Cm）=0.3，防滑系數(shù)，防滑系數(shù)Ks=1.2，試求所需螺栓小徑試求所需螺栓小徑解解:1）根據(jù)不滑移條件）根據(jù)不滑移條件fF0zKsF可得可得F0KsF/(fz)=1.212400/（0.24）=18600N 2）計(jì)算傾覆力矩）計(jì)算傾覆力矩M=F150=12400150=1860000Nmm 3）計(jì)算在）計(jì)算在M下左邊兩螺栓受力較大，所受下左邊兩螺栓受力較大，所受載荷載荷Fmax，NLMLFii5 .581221604216018600002412maxmax4）左邊螺栓所受總拉力）左邊螺栓所受總拉力F2：5）螺栓許用應(yīng)力）螺栓許用應(yīng)力=s/S=270/1.5=180MPa6）螺栓危險(xiǎn)截面的直徑）螺栓危險(xiǎn)截面的直徑NFCCCFFmbb75.203435 .58123 . 018600max02mmFd677.1318075.203433 . 143 . 1421某廠生產(chǎn)一手動(dòng)螺旋千某廠生產(chǎn)一手動(dòng)螺旋千斤頂，最大起重量為斤頂，最大起重量為40KN，采用鋸齒形螺，采用鋸齒形螺紋螺紋副當(dāng)量摩擦為紋螺紋副當(dāng)量摩擦為0