第七章螺紋連接

1、1、可拆卸連接：可拆卸連接：拆開時不破壞連接件和被連接件。拆開時不破壞連接件和被連接件。例如：螺紋連接、鍵聯(lián)結、銷連接等例如：螺紋連接、鍵聯(lián)結、銷連接等 2、不可拆卸連接：、不可拆卸連接： 拆開時會破壞連接件或被連接件。拆開時會破壞連接件或被連接件。 例如：焊接、鉚接、粘接等。例如：焊接、鉚接、粘接等。常用連接方式常用連接方式 第七章第七章 螺紋連接螺紋連接主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.1.螺紋連接的基本知識螺紋連接的基本知識2.2.螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松3.3.單個螺栓連接的強度計算（單個螺栓連接的強度計算（重點重點）4.4.螺栓組連接的設計計算與實例分析螺栓組連接的設計計算與實

2、例分析（難點）（難點）5.5.提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施一、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋聯(lián)接件主要類型機械設計基礎聯(lián)接二、螺紋聯(lián)接件主要類型二、螺紋聯(lián)接件主要類型標準螺紋聯(lián)接件標準螺紋聯(lián)接件v1.1.螺栓螺栓普通螺栓普通螺栓 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓v2.2.雙頭螺栓雙頭螺栓v3.3.螺釘螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘緊定螺釘、自攻螺釘緊定螺釘、自攻螺釘螺紋聯(lián)接件通過組合形成螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接件通過組合形成螺紋聯(lián)接機械設計基礎聯(lián)接1. 1. 螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺紋連接螺紋連接2. 2. 雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接工作原理：工作原理：螺栓受拉力，承螺栓受拉力，承受外載受外載應用：應用：被聯(lián)接件較厚，被聯(lián)

3、接件較厚，且常拆卸處且常拆卸處螺紋連接螺紋連接3. 3. 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接工作原理：工作原理：螺栓受拉承受外載螺栓受拉承受外載應用：應用：一被聯(lián)件較厚，一被聯(lián)件較厚，但不常拆卸處但不常拆卸處螺紋連接螺紋連接4. 4. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接工作原理：工作原理：靠擰入零件螺紋孔靠擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住中的螺釘末端頂住另一個零件的表面，另一個零件的表面，或者頂入相應的凹或者頂入相應的凹坑中，將零件固定?？又?，將零件固定。應用：應用：薄壁件聯(lián)接薄壁件聯(lián)接螺紋連接螺紋連接螺紋聯(lián)接件實物螺紋聯(lián)接件實物7.2 螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松1 1、預緊的作用：、預緊的作用： 預緊可使連

4、接在承受工作載荷之前就受到預緊力預緊可使連接在承受工作載荷之前就受到預緊力F F0 0的作用，以防止連接受載后被連接件之間出現(xiàn)間隙的作用，以防止連接受載后被連接件之間出現(xiàn)間隙或橫向滑移。預緊也可以防松?；驒M向滑移。預緊也可以防松。2 2、控制預緊力的目的：在于增加連接的可靠性、緊、控制預緊力的目的：在于增加連接的可靠性、緊 密性和防松能力。密性和防松能力。預緊力過大，會使連接超載。預緊力過大，會使連接超載。預緊力不足，可能導致連接失效。預緊力不足，可能導致連接失效。重要的螺栓應控制預緊力。重要的螺栓應控制預緊力。一、螺紋連接的預緊一、螺紋連接的預緊擰緊螺母時的力矩和預緊力擰緊螺母時的力矩和預緊

5、力3、擰緊力矩和預緊力的計算、擰緊力矩和預緊力的計算21TTT2)tan(201dFTv)4(012dDfcFTo螺紋副摩擦力矩螺紋副摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩擰緊力矩擰緊力矩dFT02 . 0dTF2 . 00 當鋼制螺紋當鋼制螺紋M10M68時，由螺紋幾何關系和時，由螺紋幾何關系和摩擦系數(shù)可得：摩擦系數(shù)可得： F F0 0大小可以根據(jù)螺栓的受力情況和連接的工作要求大小可以根據(jù)螺栓的受力情況和連接的工作要求決定，一般規(guī)定，擰緊后不超過螺紋連接件材料屈服強決定，一般規(guī)定，擰緊后不超過螺紋連接件材料屈服強度的度的8080。v定力矩扳手定力矩扳手v測力矩扳手測力矩扳手機械設計

6、基礎聯(lián)接4、裝配時控制預緊力的方法、裝配時控制預緊力的方法定力矩扳手定力矩扳手二、二、螺紋連接的防松螺紋連接的防松（一）（一） 、摩擦防松、摩擦防松1 、雙螺母、雙螺母在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，保證摩擦力。保證摩擦力。結構簡單、使用方便。結構簡單、使用方便?？煽啃圆桓??？煽啃圆桓摺Ｓ糜谄椒€(wěn)、低速、重載。用于平穩(wěn)、低速、重載。2 、彈簧墊圈、彈簧墊圈 其反彈力使螺紋間保持一定壓其反彈力使螺紋間保持一定壓力，切口處的尖端也能阻止螺母轉力，切口處的尖端也能阻止螺母轉動脫落。動脫落。 不十分可靠，用于不太重要的不十分可靠，用于不太重要的連接。連接。3 、鎖緊螺母、鎖緊螺母鑲嵌

7、彈性環(huán)或尼龍圈鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺紋中橢圓口螺擠入螺紋中橢圓口螺母。母。（二）、（二）、 機械防松機械防松 1 、開口銷、開口銷2 、止動墊圈、止動墊圈止動墊圈止動墊圈3 、串聯(lián)鋼絲、串聯(lián)鋼絲（三）、（三）、 永久防松永久防松焊接焊接 沖點沖點 涂膠涂膠v問題：問題：v為什么要防松？防松的原理？防松零件的裝配方法？為什么要防松？防松的原理？防松零件的裝配方法？機械設計基礎聯(lián)接7.37.3、螺栓聯(lián)接的計算、螺栓聯(lián)接的計算松螺栓聯(lián)接：松螺栓聯(lián)接：無預緊力，只有工作拉力無預緊力，只有工作拉力緊螺栓聯(lián)接：緊螺栓聯(lián)接：有預緊力，還有工作拉力有預緊力，還有工作拉力1 失效形式失效形式2 設計步驟設計步

8、驟3 松螺栓聯(lián)接強度設計松螺栓聯(lián)接強度設計4 緊螺栓聯(lián)接強度設計緊螺栓聯(lián)接強度設計僅受預緊力的緊螺栓聯(lián)接僅受預緊力的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受偏心載荷的緊螺栓聯(lián)接受偏心載荷的緊螺栓聯(lián)接機械設計基礎聯(lián)接螺栓組聯(lián)接螺栓組聯(lián)接1 失效形式失效形式v失效形式：失效形式：v 1. 螺栓桿拉斷（普通螺栓）螺栓桿拉斷（普通螺栓）v 2. 螺紋壓潰和剪斷（受剪螺栓）螺紋壓潰和剪斷（受剪螺栓）v 3. 經(jīng)常裝拆因磨損而發(fā)生滑扣經(jīng)常裝拆因磨損而發(fā)生滑扣v普通螺栓主要為普通螺栓主要為螺紋部分發(fā)生斷裂螺紋部分發(fā)生斷裂v受剪螺栓受剪螺栓(鉸制孔螺

9、栓鉸制孔螺栓)主要為壓潰和剪切主要為壓潰和剪切機械設計基礎聯(lián)接2 設計步驟設計步驟一般設計步驟：一般設計步驟：v螺栓組受力和失效分析螺栓組受力和失效分析找出受力最大的螺栓找出受力最大的螺栓 單個螺栓單個螺栓受力分析和失效分析受力分析和失效分析 單個螺栓強度計算單個螺栓強度計算確定螺栓的尺確定螺栓的尺寸（直徑、長度）寸（直徑、長度）v試算法：試算法：先選定一個螺栓直徑先選定一個螺栓直徑d 查查 計算計算d1。v若若d1與與d1（假定的小徑）相近，則合用；否則再選（假定的小徑）相近，則合用；否則再選機械設計基礎聯(lián)接3 松螺栓聯(lián)接強度設計松螺栓聯(lián)接強度設計v受載荷形式受載荷形式軸向拉伸軸向拉伸(工作

10、拉力工作拉力F)v失效形式失效形式螺栓拉斷螺栓拉斷 (靜、疲勞靜、疲勞)v設計準則設計準則保證螺栓拉伸強度保證螺栓拉伸強度v強度條件：強度條件： v設計計算方法：設計計算方法：v校核式校核式 :v設計式設計式:機械設計基礎聯(lián)接 214dFAF41Fd F4 緊螺栓聯(lián)接強度設計緊螺栓聯(lián)接強度設計(1) 僅受預緊力的緊螺栓聯(lián)接僅受預緊力的緊螺栓聯(lián)接v受載荷形式受載荷形式擰緊后擰緊后:軸向拉伸軸向拉伸(工作拉力工作拉力F0)v 擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸F0、扭力、扭力Tv失效形式失效形式螺栓拉斷螺栓拉斷 (拉、扭綜合作用拉、扭綜合作用)v設計準則設計準則保證螺栓拉伸強度保證螺栓拉伸強度

11、v強度條件：強度條件： v設計計算方法：設計計算方法：v校核式校核式 :機械設計基礎聯(lián)接TF0F0擰緊力矩擰緊力矩T T剪應力剪應力預緊拉力預緊拉力F Fo o拉應力拉應力5 .0 3 . 1)5 . 0(332222 4/3 . 121dFox1.341Fodv設計式設計式:(2).(2).橫向載荷的螺栓聯(lián)接計算橫向載荷的螺栓聯(lián)接計算主要防止被聯(lián)接件錯動主要防止被聯(lián)接件錯動 QpQpRRRRLmind0特點：桿孔間有間隙，靠擰緊的正壓特點：桿孔間有間隙，靠擰緊的正壓力力( (F0) )產(chǎn)生摩擦力來傳遞外載荷，產(chǎn)生摩擦力來傳遞外載荷，保證聯(lián)接可靠保證聯(lián)接可靠( (不產(chǎn)生相對滑移不產(chǎn)生相對滑移)

12、 )的的條件為：條件為： F0fFR 即即 F0fm=kfFR1 1）普通螺栓聯(lián)接：）普通螺栓聯(lián)接：FR 橫向外載荷橫向外載荷 m接縫界面數(shù)目、接縫界面數(shù)目、f為摩擦系數(shù)為摩擦系數(shù) Kf防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)）防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)） Kf=1.11.3 分析：由上式可知，當分析：由上式可知，當F FR R=0.15,m=1,K=0.15,m=1,Kf f=1.1=1.1則則F F0 0=7=7FR，說明，說明這種聯(lián)接螺栓直徑大，且在沖擊振動變載下工作極不可靠，這種聯(lián)接螺栓直徑大，且在沖擊振動變載下工作極不可靠，因此應設法避免。因此應設法避免。 為增加可靠性，減小直徑，簡化結構，提高承載能力為增加

13、可靠性，減小直徑，簡化結構，提高承載能力可采用如下減載裝置：可采用如下減載裝置： a)a)減載銷減載銷 b)b)減載套筒減載套筒 c)c)減載鍵減載鍵求出F0以后按右式進行強度計算受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接v受載荷形式受載荷形式擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸Fs 、扭力扭力T(預緊力小，計算時可忽略預緊力小，計算時可忽略)v 工作時：工作時：橫向載荷橫向載荷Fv失效形式失效形式側面壓潰及螺栓剪切側面壓潰及螺栓剪切v設計準則設計準則保證擠壓、剪切強度保證擠壓、剪切強度v強度條件強度條件： p p、 v設計計算方法：設計計算方法：v擠壓強度：擠壓強度：v剪切強度：

14、剪切強度：機械設計基礎聯(lián)接min0ppLdF 420 dF討論：討論：v普通螺栓受橫向載荷普通螺栓受橫向載荷F時，為保證結合面時，為保證結合面不發(fā)生滑移，靠結合面的摩擦力抵抗不發(fā)生滑移，靠結合面的摩擦力抵抗Fv預緊力預緊力Fs的大小，根據(jù)接合面不發(fā)生滑移的大小，根據(jù)接合面不發(fā)生滑移的條件確定的條件確定vf=0.2時，時，F(xiàn)S=6Fv結論：結論：v橫向載荷過大的情況下，不適宜用普通螺栓橫向載荷過大的情況下，不適宜用普通螺栓v宜采用鉸制孔螺栓宜采用鉸制孔螺栓v必須采用普通螺栓時，應配合必須采用普通螺栓時，應配合減載銷、鍵或減載套筒減載銷、鍵或減載套筒使用使用v減載裝置強度計算同鉸制孔螺栓計算減載裝

15、置強度計算同鉸制孔螺栓計算機械設計基礎聯(lián)接FSFsFFTx1.341 SFd FFf2.10(3)(3)、承受軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接強度計算、承受軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接強度計算工作特點：工作前擰緊，有工作特點：工作前擰緊，有F F0 0；工作后加上工作載荷；工作后加上工作載荷F F 工作前、工作中載荷變化工作前、工作中載荷變化工作原理：靠螺桿抗拉強度傳遞外載工作原理：靠螺桿抗拉強度傳遞外載F解決問題：解決問題： a) a) 保證安全可靠的工作，保證安全可靠的工作，F(xiàn) F0 0= =？ b) b) 工作時螺栓總載荷，工作時螺栓總載荷， F=F=？ 分析：分析： 圖圖1 1，螺母未擰緊螺栓螺母松馳

16、狀態(tài)，螺母未擰緊螺栓螺母松馳狀態(tài)，螺栓與被連接件均不受力。螺栓與被連接件均不受力。 QpQpQpQpQ pQ pQ pQ pFbmbm 圖，圖，擰緊擰緊預緊狀態(tài)預緊狀態(tài) 凸緣凸緣壓壓m F F0 栓桿栓桿拉拉b FF0 0 圖圖7.15b7.15b所示為螺栓被擰所示為螺栓被擰緊后，螺栓受預緊力緊后，螺栓受預緊力F F0 0，被，被聯(lián)接件受預緊壓力聯(lián)接件受預緊壓力F F0 0的作用的作用而產(chǎn)生壓縮變形而產(chǎn)生壓縮變形ll的情況。的情況。 圖圖3 3，加載加載F F后后工作狀態(tài)工作狀態(tài)圖圖7.15c7.15c所示為螺栓受到軸向所示為螺栓受到軸向外載荷外載荷( (因氣缸內(nèi)壓力而引起因氣缸內(nèi)壓力而引起的

17、的)F)F作用時的情況，螺栓被拉作用時的情況，螺栓被拉伸，變形增量為伸，變形增量為2 2，根據(jù)變，根據(jù)變形協(xié)調條件，形協(xié)調條件， 2即等于被聯(lián)即等于被聯(lián)接件壓縮變形的減少量。此時接件壓縮變形的減少量。此時被聯(lián)接件受到的壓縮力將減小被聯(lián)接件受到的壓縮力將減小為為F F/ /0 0，稱為殘余預緊力。顯然，稱為殘余預緊力。顯然，為了保證按聯(lián)接件間密封可靠。為了保證按聯(lián)接件間密封可靠。應使：應使：FFF0此時螺栓所受的軸向總拉力此時螺栓所受的軸向總拉力F F應為其所應為其所受的工作載荷受的工作載荷F F與殘余預緊力與殘余預緊力F F 0 0之和之和。五、螺栓材料和許用應力五、螺栓材料和許用應力v材料：

18、材料：一般用途：一般用途：低碳鋼或中碳鋼低碳鋼或中碳鋼 (3545及及Q235Q275)重要聯(lián)接：重要聯(lián)接：合金鋼（合金鋼（ 40Cr、30CrMnTi ）v國標國標(GB/T 3098.1_2000)規(guī)定螺栓按材料的力學性能分出十個等級：規(guī)定螺栓按材料的力學性能分出十個等級：v3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9v規(guī)則：規(guī)則：小數(shù)點前數(shù)字表示小數(shù)點前數(shù)字表示 B/100, 小數(shù)點后數(shù)字表示小數(shù)點后數(shù)字表示10 S/ Bv如：如：5.8級：表示級：表示 B=500MPa ， S=400MPav許用應力：許用應力：表表7-1機械設計

19、基礎聯(lián)接v計算螺栓小徑時采用試算法來選用計算螺栓小徑時采用試算法來選用s s 螺栓組連接的結構設計螺栓組連接的結構設計螺栓組連接的受力分析與計算螺栓組連接的受力分析與計算7.4 螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計 1 、連接結合面的幾何形狀常設計成軸對稱的簡單、連接結合面的幾何形狀常設計成軸對稱的簡單幾何形狀幾何形狀2、 螺栓的布置應使各螺栓的受力合理螺栓的布置應使各螺栓的受力合理3 、螺栓的排列應有合理的間距、邊距、螺栓的排列應有合理的間距、邊距扳手空間扳手空間4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應 取取4, 6, 8等等偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線偶數(shù)，以便

20、鉆孔時在圓周上分度和畫線5 、避免螺栓承受偏心載荷避免螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的原因產(chǎn)生偏心載荷的原因斜墊圈的應用斜墊圈的應用凸面和沉頭座的應用凸面和沉頭座的應用避免偏載的結構避免偏載的結構螺栓組聯(lián)接的基本螺栓組聯(lián)接的基本受載類型：受載類型：2受橫向載荷FSFS4受傾覆力矩OM3受轉矩riOT1受軸向載荷FFS假設：假設：所有螺栓的剛度和預緊力均相同；所有螺栓的剛度和預緊力均相同； 被聯(lián)接件為剛體；被聯(lián)接件為剛體； 各零件的變形在彈性范圍內(nèi)。各零件的變形在彈性范圍內(nèi)。螺栓組連接的受力分析與設計螺栓組連接的受力分析與設計螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計5-4 螺栓組聯(lián)接受力分析一、承受軸向載

21、荷的螺栓組連接一、承受軸向載荷的螺栓組連接 如圖所示為壓力容器的螺栓組如圖所示為壓力容器的螺栓組連接，所受軸向總載荷連接，所受軸向總載荷F FQ Q通過螺栓通過螺栓組組形心形心，螺栓組各螺栓所受的工作，螺栓組各螺栓所受的工作載荷載荷 相等。相等。F24QFD p螺栓數(shù)目螺栓數(shù)目注：如注：如 FQ不通過螺栓組的形心，應向形心平移后再計算。不通過螺栓組的形心，應向形心平移后再計算。螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計QFFz軸向外載荷軸向外載荷受軸向載荷的螺栓組連接受軸向載荷的螺栓組連接 受橫向載荷1二、承受橫向載荷的螺栓組連接二、承受橫向載荷的螺栓組連接. .普通螺栓連接普通螺栓連接 螺栓預緊后在被

22、聯(lián)接件的接螺栓預緊后在被聯(lián)接件的接觸面上產(chǎn)生正壓力，靠由此產(chǎn)生觸面上產(chǎn)生正壓力，靠由此產(chǎn)生的摩擦力承受的摩擦力承受 。SsF 保證被聯(lián)接件不相對滑動，保證被聯(lián)接件不相對滑動，須滿足：須滿足：SssKFmzF則則所需預緊力所需預緊力為為mzKFFssS式中：式中：K K可靠性系數(shù)可靠性系數(shù) 結合面的摩擦因數(shù)結合面的摩擦因數(shù)m m結合面數(shù)結合面數(shù)s螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計受橫向載荷的螺栓組連接受橫向載荷的螺栓組連接 受橫向載荷2. . 受鉸制孔螺栓連接受鉸制孔螺栓連接各螺栓承受的橫向力各螺栓承受的橫向力 相等。相等。sFzFFssS分別進行分別進行剪切強度剪切強度和和擠壓強擠壓強度度計算。

23、計算。螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計三、承受轉矩三、承受轉矩 T T 的螺栓組連接的螺栓組連接連接受載后有繞螺栓組連接受載后有繞螺栓組形心轉動的趨勢，螺栓形心轉動的趨勢，螺栓受力情況與承受橫向工受力情況與承受橫向工作載荷的螺栓連接類似作載荷的螺栓連接類似 承受轉矩的螺栓組連接承受轉矩的螺栓組連接 承受轉矩 T 時1. .普通螺栓連接普通螺栓連接 靠結合面上的摩擦力承受靠結合面上的摩擦力承受T T 。 保證底板在保證底板在 T T 作用下不轉作用下不轉動，須滿足動，須滿足zrfFrfFrfF02010 KT則所需預緊力則所需預緊力0F)(21zfrrrfTK 螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計r

24、 r1 1、r r2 2、rzrz各螺栓中心與螺栓組形心間的距離。各螺栓中心與螺栓組形心間的距離。承受轉矩 T 時2. . 鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接各螺栓所受的工作剪力各螺栓所受的工作剪力 與其中心到底板中心的距離與其中心到底板中心的距離 成正比。成正比。siFir底板的靜力平衡方程為底板的靜力平衡方程為TrFrFrFzszss 2211聯(lián)立兩式求解，得聯(lián)立兩式求解，得最大工作剪力最大工作剪力22221maxmaxzsrrrTrF zszssrFrFrF 2211即即螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計受翻轉力矩M時1四、承受傾翻力矩四、承受傾翻力矩 M M 的螺栓組連接的螺栓組連接 在在 M

25、 M 作用下，底板有繞通過螺作用下，底板有繞通過螺栓組形心的軸線栓組形心的軸線 O O 轉動的趨勢。轉動的趨勢。 在前述假設下，各螺栓所在前述假設下，各螺栓所受的工作拉力受的工作拉力 與其中心到翻與其中心到翻轉軸線的距離轉軸線的距離 成正比成正比。iFilmax1212maxzzFFFFllll底板的靜力平衡方程為底板的靜力平衡方程為MrFrFrFzz 2211聯(lián)立兩式求解，得聯(lián)立兩式求解，得最大工作拉力最大工作拉力22221maxmaxzrrrMrF 螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計受翻轉力矩M時20minPWMAFz為防止為防止結合面受壓最小處結合面受壓最小處出現(xiàn)間隙出現(xiàn)間隙，要求，要求：

26、maxPPWMAFz為防止為防止結合面受壓最大處結合面受壓最大處被壓潰被壓潰，要求：，要求：式中：式中：A結合面的面積（結合面的面積（mm2）W結合面的抗彎截面模量（結合面的抗彎截面模量（mm3）許用擠壓應力（許用擠壓應力（Mpa）p實際中，螺栓組往往同時承受兩種或實際中，螺栓組往往同時承受兩種或兩種以上的載荷。兩種以上的載荷。螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計 工作時承受工作時承受外載荷外載荷F FP P 軸向載荷軸向載荷FV橫向載荷橫向載荷FH 翻轉力矩翻轉力矩M改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配減小螺紋的應力副減小螺紋的應力副減小附加彎曲應力減小附加彎曲應力7.5 提高螺紋連接強

27、度的措施提高螺紋連接強度的措施 螺紋聯(lián)接組的設計1設計螺栓組連接時，通常是先進行結構設計，即設計螺栓組連接時，通常是先進行結構設計，即確定結合確定結合面的形狀、螺栓布置方式和數(shù)目，然后按螺栓組的結構和面的形狀、螺栓布置方式和數(shù)目，然后按螺栓組的結構和承載狀況進行受力分析承載狀況進行受力分析。l為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結合面受力均勻，通為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結合面受力均勻，通常聯(lián)接結合面的幾何形狀都設計成常聯(lián)接結合面的幾何形狀都設計成軸對稱的簡單幾何形狀。軸對稱的簡單幾何形狀。l螺栓布置應使各螺栓的受力合理。螺栓布置應使各螺栓的受力合理。l 為了便于在圓周上鉆孔

28、時的分度和畫線，通常分布在同一圓周為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成上的螺栓數(shù)目取成4 4、6 6、8 8等偶數(shù)等偶數(shù)。l螺栓的排列應有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要螺栓的排列應有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應留有足夠的扳手空。保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應留有足夠的扳手空。 改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配提高螺紋連接強度的措施提高螺紋連接強度的措施5-5 提高螺栓強度的措施 工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產(chǎn)生螺距差，導工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產(chǎn)生螺距差，導致旋合的

29、致旋合的各圈螺紋牙受載各圈螺紋牙受載不均。不均。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。約有約有1/3的載荷集中作用在的載荷集中作用在第一圈，第八圈以后的螺第一圈，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷紋牙幾乎不承受載荷 、懸置螺母、懸置螺母螺桿與懸置螺母同時受拉螺桿與懸置螺母同時受拉力，使兩者變形協(xié)調，可使旋力，使兩者變形協(xié)調，可使旋合螺紋牙的載荷均勻分配。合螺紋牙的載荷均勻分配。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施、環(huán)槽螺

30、母、環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母和螺栓在支承面處的變環(huán)槽螺母和螺栓在支承面處的變形性質相同（均受拉），從而改形性質相同（均受拉），從而改善了旋合圈螺紋的受載狀況。善了旋合圈螺紋的受載狀況。 、內(nèi)斜螺母、內(nèi)斜螺母將螺母旋入端制成將螺母旋入端制成10 15 的內(nèi)錐，的內(nèi)錐，使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外移，螺栓疲勞強度可提高約移，螺栓疲勞強度可提高約20%。 減小螺栓的應力幅減小螺栓的應力幅增加螺栓的長度增加螺栓的長度減小無螺紋部分螺桿的直徑減小無螺紋部分螺桿的直徑螺桿制成中空結構（柔性螺栓）螺桿制成中空結構（柔性螺栓） 在螺母下安裝彈性元件在螺母下安裝彈性元件 措施措施提高

31、螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，都能使應力幅減小減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，都能使應力幅減小 采用合理的制造工藝。采用合理的制造工藝。減小附加彎曲應力減小附加彎曲應力冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施球面墊圈球面墊圈帶環(huán)腰的螺栓帶環(huán)腰的螺栓 一、鍵聯(lián)接的分類及結構二、鍵的強度校核三、花鍵聯(lián)接機械設計基礎聯(lián)接1 松聯(lián)接松聯(lián)接（1）平鍵聯(lián)接）平鍵聯(lián)接v結構結構:鍵兩側與鍵槽相配合鍵兩側與鍵槽相配合(靜聯(lián)接為過渡靜聯(lián)接為過渡配合配合, 動聯(lián)接為間隙配合動聯(lián)接為間隙配合), 上端面與輪轂上端面與輪轂鍵槽底面有間隙鍵槽底面有間隙v工作原理工作原理:兩側面是工作面，靠兩側面擠兩側面是工作面，靠兩側面擠壓傳遞轉矩壓傳遞轉矩v失效形式失效形式:v靜聯(lián)接：工作面擠潰，鍵剪斷靜聯(lián)接：工作面擠潰，鍵剪斷v動聯(lián)接：工作面磨損動聯(lián)接：工作面磨損v特點：特點：結構簡單，裝折方便，對中性好，承載能力大，應用廣泛結構簡單，裝折方便，對中性好，承載能力大，應用廣泛v成對使