山東大學考研專業(yè)課機械設計螺紋聯(lián)接PPT學習教案

1、會計學1山東大學考研專業(yè)課機械設計螺紋聯(lián)接山東大學考研專業(yè)課機械設計螺紋聯(lián)接1 主要類型 （表6.1 p100）螺栓聯(lián)接主要類型螺紋余留長度 l1 靜載荷 l1=(0.30.5)d;變載荷 l1=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷 l1 d;鉸制孔用螺栓 l1 d;螺紋伸出長度 a=(0.20.3)d; 螺栓軸線到被連接件邊緣的距離 e=d+(36) mm用于經(jīng)常拆裝易磨損之處?？着c螺桿之間留有間隙可承受橫向載荷。a受剪螺栓聯(lián)接d潘存云教授研制l16.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度ael1d受拉螺栓聯(lián)接第1頁/共34頁6.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度螺栓聯(lián)接主要類型螺釘聯(lián)接座端擰入深度H

2、，當螺孔材料為：雙頭螺柱聯(lián)接 連接件厚，允許拆裝。鋼或青銅 H=d;鑄鐵 H=(1.251.5)d鋁合金 H=(1.52.5)d螺紋孔深度 H1=H+(22.5)p;鉆孔深度 H2=H1+(0.51)d;參數(shù) l1 、e、a 與螺栓相同 結構簡單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復困難。eHH1H2l1ael1HH1H2d第2頁/共34頁6.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘螺栓聯(lián)接主要類型螺釘聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接第3頁/共34頁6.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度2 螺紋緊固件的性能等級和材料 螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?0級： 3.6 4.6 5.6 5.8

3、6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 螺栓、螺柱、螺釘?shù)牟牧希?3.6低談鋼 4.6 6.8低碳鋼或中碳鋼 8.8 9.8中碳鋼或低碳合金鋼 10.9中碳鋼、低碳鋼或中碳合金鋼 12.9 合金鋼 螺母的性能等級： m0.8D 4 5 6 8 9 10 12 0.5D m 0.8D 04 05 螺母的材料：中碳鋼第4頁/共34頁6.1 螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度3 螺紋公差和精度 螺紋公差 內螺紋的公差帶為 G 和 H 兩種， 外螺紋的公差帶為e, f, g, h 四種。 精度 標準規(guī)定了三種不同的精度：精密、中等、粗糙。第5頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松擰緊：大多數(shù)螺紋連接在

4、裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加作用力稱為預緊力。擰緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預緊力的確定原則： 擰緊后螺紋連接件的預緊應力不得超過其材料的屈服極限 ss 的 80%。一般螺紋連接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋連接受到預緊力的作用。對于重要的螺紋連接，應控制其預緊力，因為預緊力的大小對螺紋連接的可靠性，強度和密封均有很大影響。碳素鋼螺栓：F0(0.60.7) s A1合金鋼螺栓： F0 (0.50.6) s A1A1 危險截面積， A1 d21/41 螺紋聯(lián)接的擰緊第6頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防

5、松擰緊力矩T1 克服螺紋副相對轉動的阻力矩；T2 克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；設預緊力為F 或預緊力（不受軸向載荷） 簡化公式 適用于M10M60的粗牙螺紋， f=0.15, fc=0.15, T 0.2 F dF是由連接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預緊 可靠，應取：注意：對于重要的連接，應盡可能采用大于 M12 的螺栓。Fd0dT總力矩 dFkdFdDdDdddTTTtv2021303122132tan21第7頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松測力矩扳手預緊力控制方法:連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊

6、力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設計時必須考慮防松。即防止相對轉動。F定力矩扳手通常螺紋連接擰緊是憑工人的經(jīng)驗來決定的，重要螺栓則必須預緊力進行精確控制。(1) 憑手感經(jīng)驗 (2) 測力矩扳手(3) 定力矩扳手(4) 測定伸長量LSLMLS第8頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松尼龍圈鎖緊螺母連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動而失效。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設

7、計時必須考慮防松，即防止相對轉動。防松的方法 利用摩擦防松彈簧墊圈對頂螺母2 防松防止螺旋副相對轉動。 第9頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松開口銷與六角開槽螺母串聯(lián)鋼絲 直接鎖住圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈潘存云教授研制潘存云教授研制第10頁/共34頁6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松沖點防松法 破壞螺紋副11.5P用沖頭沖2至3點粘合法防松涂粘合劑第11頁/共34頁6.3 單個螺栓聯(lián)接的受力分析 和強度計算螺栓聯(lián)接的主要失效形式滑扣 因經(jīng)常拆裝受拉螺栓塑性變形 螺紋部分疲勞斷裂受剪螺栓 剪斷壓潰 螺桿和孔壁的貼合面經(jīng)常拆卸 軸向變載荷斷裂受剪螺栓 經(jīng)常拆卸 第12頁/共34頁6.3

8、單個螺栓聯(lián)接的受力分析 和強度計算潘存云教授研制強度條件式中 dc= d1H/6 mm ， -許用應力 受拉緊螺栓聯(lián)接FF力除以面積裝配時需要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補充擰緊。1. 只受預緊力的緊螺栓聯(lián)接2. 受預緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強度原則及使用經(jīng)驗規(guī)定的。采用標準件時，這些部分都不需要進行強度計算。所以，螺栓連接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標準選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。 1 受拉螺栓聯(lián)接裝配時不須要擰緊 受拉松螺栓聯(lián)接 s24cdF第13頁/共34頁6.3 單個螺栓聯(lián)接的受力分析 和強度計算螺栓受軸向拉力 F 和摩擦力矩 T1

9、 的雙重作用。拉應力只受預緊力的緊螺栓聯(lián)接扭轉切應力對于M10M64的普通鋼制螺紋，可?。?tanv f v=0.17， d2 /d1=1.04 1.08, tanv 0.5 得： 0.5 合成應力由此可見，對于M10 M64普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時，雖然同時承受拉伸和扭轉的聯(lián)合作用，但在計算時，可以只考慮拉伸強度計算，并將預緊力增大30%來考慮扭轉的影響。強度條件 sssss3 . 15 . 0332222TTe24cdFscvcvTddddF222tan22tan16s s23 . 14cdF第14頁/共34頁6.3 單個螺栓聯(lián)接的受力分析 和強度計算受預緊力和工作載荷的 緊螺栓

10、聯(lián)接特別注意，軸向載荷： F0 F+F加預緊力后螺栓受拉伸長 1被連接件受壓縮短 2加載 F 后:螺栓總伸長量增加為： 總拉力為 被連接件壓縮量減少為： 殘余預緊力減少為 F ”很顯然 F ” F2F3F4F5懸掛螺母環(huán)槽螺母普通螺母加厚螺母1015內斜螺母第29頁/共34頁6.5 提高螺栓聯(lián)接強度的措施2 減小附加應力要從結構、制造與裝配精度采取措施。采用凸臺或沉孔結構切削加工支承面支承面不平潘存云教授研制支承面傾斜第30頁/共34頁6.5 提高螺栓聯(lián)接強度的措施采用球面墊圈和腰環(huán)螺栓可以保證螺栓的裝配精度。腰環(huán)螺栓球面墊圈3 減小應力集中1.增大過渡圓角2.切制卸載槽潘存云教授研制3.卸載過渡結構r潘存云教授研制第31頁/共34頁4 降低應力幅6.5 提高螺栓聯(lián)接強度的措施 減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件的剛度都能達到減小應力幅的目的。用柔性結構：加彈性元件、或采用柔性螺栓。有密封要求時，采用金屬薄墊片采用O形密封圈宜采取措施:dd潘存云教授研制0.8d0.7d第32頁/共34頁因密封采用軟墊片將降低被連接件的剛度，這