螺紋連接(機(jī)械設(shè)計(jì))課件

1、聯(lián)接的分類和意義靜聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接可拆聯(lián)接(螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接）不可拆聯(lián)接（鉚接、焊接、膠接）聯(lián)接的選擇（根據(jù)使用要求與經(jīng)濟(jì)要求來選擇、根據(jù)聯(lián)接的加工條件和被聯(lián)接零件的材料、形狀和尺寸等）1PPT課件 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)2PPT課件3PPT課件第六章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)6-1 螺紋6-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件6-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊6-4 螺紋聯(lián)接的防松6-5 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算6-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)6-7 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施4PPT課件螺紋連接5PPT課件一字螺釘六角螺栓十字螺釘內(nèi)六角螺栓緊定螺釘自攻螺釘翼形螺釘圓頭螺釘六角螺母蓋形螺母開槽六角螺母翼形螺母螺紋連接6PPT課件6-0 引

2、 言 由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑?，機(jī)器中很多零件需要彼此聯(lián)接。 機(jī)械零件之間的聯(lián)接分為：被聯(lián)接件之間相互完全固定。（形鎖合、摩擦鎖合、材料鎖合）被聯(lián)接件之間能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如：運(yùn)動(dòng)副。靜聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：本課程介紹的聯(lián)接主要是靜聯(lián)接。聯(lián)接的類型：螺紋聯(lián)接鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接等鉚接焊接粘接聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接過盈聯(lián)接（介于兩者之間）7PPT課件螺紋的形成d2螺旋線一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。螺紋一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋8PPT課件 牙型角為60,牙根較厚，強(qiáng)度較高

3、。同一公稱直徑的普通螺紋可分為粗牙、細(xì)牙。 普通螺紋(M)60螺 紋9PPT課件 牙型角為55 ，牙頂呈圓弧形。其公稱直徑近似為管子的孔徑，以英寸為單位。旋合螺紋之間沒有徑向間隙，緊密性好。如果要求連接具有密封性時(shí)，需添加密封物。55非密封管螺紋(G)55螺 紋10PPT課件55非密封管螺紋螺 紋11PPT課件 牙型角為55 ，牙頂呈圓弧形。螺紋分布在1:16的圓錐管壁上。內(nèi)外螺紋配合時(shí)沒有間隙，不用填料也可以保證不滲漏，擰緊時(shí)可消除制造誤差或磨損所產(chǎn)生的間隙。55密封管螺紋（R）55螺 紋12PPT課件 牙型為等腰梯型，牙型角為30。梯形螺紋的效率比矩形螺紋低，但牙根的強(qiáng)度較高，易于加工，對(duì)

4、中性好，當(dāng)采用剖分式螺紋時(shí)，還可以消除因磨損而產(chǎn)生的間隙。梯形螺紋(Tr)30螺 紋13PPT課件 牙型為鋸齒型，工作面的牙型邊傾斜角為3，非工作面的牙型邊傾斜角為30。比梯形螺紋牙根強(qiáng)度高。鋸齒形螺紋(B)303螺 紋14PPT課件 以上的螺紋有些只要標(biāo)注牙型代號(hào)，就能分辨出螺紋種類，稱為標(biāo)準(zhǔn)螺紋。 有些螺紋，必須畫出牙型才能加工，例如方牙螺紋，稱為非標(biāo)準(zhǔn)螺紋。標(biāo)準(zhǔn)螺紋與非標(biāo)準(zhǔn)螺紋螺 紋15PPT課件 螺紋牙型為正方形，牙厚是螺距的一半。矩形螺紋不是標(biāo)準(zhǔn)螺紋，沒有代號(hào)。標(biāo)注時(shí)應(yīng)注出大徑、小徑和螺距。矩形螺紋螺 紋16PPT課件螺紋的牙型矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋153033017P

5、PT課件聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋MGTrB粗牙細(xì)牙螺 紋管 螺 紋梯形螺紋鋸 齒 形 螺 紋普 通是最常用的聯(lián)接螺紋用于細(xì)小的精密或薄壁零件用于水管、油管、氣管等薄壁管子上，用于管路的聯(lián)接。用于各種機(jī)床的絲杠，做傳動(dòng)用。只能傳遞單方向的動(dòng)力。螺 紋 種 類特征代號(hào)外 形 圖用 途常用的幾種螺紋的特征代號(hào)及用途18PPT課件外螺紋內(nèi)螺紋19PPT課件螺旋線A制在回轉(zhuǎn)體外表面的螺紋為外螺紋車刀制在回轉(zhuǎn)體內(nèi)表面的螺紋為內(nèi)螺紋形成卡盤20PPT課件車外螺紋車內(nèi)螺紋工件卡盤螺尾和退刀槽螺紋的加工方法：車刀21PPT課件螺 尾開始退刀退出車刀退刀槽車刀車刀內(nèi)退刀槽外退刀槽退刀紋螺紋收尾22PPT課件外螺紋制作：

6、把工件車到一定的尺寸，用板牙絞出外螺紋； 工程上大量制造的尺寸較小的外螺紋件用搓絲機(jī)制作。搓絲機(jī)搓板板牙工件23PPT課件內(nèi)螺紋制作 首先用鉆頭在工件上鉆孔，再用絲錐攻絲得到內(nèi)螺紋。24PPT課件6-1 螺紋 螺紋的牙型三角形 在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀。梯形鋸齒形常用的有：牙型25PPT課件 螺紋的大徑、小徑和中徑大徑：與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的 假想圓柱面的直徑。D、d小徑：與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的 假想圓柱面的直徑。 D1、d1牙底牙底牙頂牙頂小徑大徑26PPT課件 外螺紋內(nèi)螺紋牙頂牙底牙底牙頂大徑 D、d小徑D1、d1中徑D2、d2螺紋的中徑： 一個(gè)假想圓柱的直徑

7、。該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。27PPT課件 螺紋的線數(shù)n 沿一條螺旋線形成的螺紋叫做單線螺紋；沿兩條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋叫做多線螺紋。單線螺紋雙線螺紋28PPT課件 螺距和導(dǎo)程 螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離P稱為螺距。 同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離Ph稱為導(dǎo)程。單線螺紋：P=Ph多線螺紋：P=Ph/n=導(dǎo)程螺距螺距導(dǎo)程29PPT課件單線螺紋多線螺紋P = L / n螺距(P)導(dǎo)程(L)30PPT課件 螺紋的旋向右旋(常用)左旋注意：只有上述各要素完全相同的內(nèi)、外 螺紋才能旋合在一起。31PPT課件螺旋在上方

8、用右旋，則順時(shí)針方向是搬緊，合乎用力習(xí)慣。反之，在下方用左旋則順時(shí)針方向是搬緊，合乎用力習(xí)慣。32PPT課件5-1 螺紋大徑d 是螺紋的公稱直徑。小徑d1常用于強(qiáng)度計(jì)算。中徑d2常用于幾何計(jì)算。螺距P 相鄰兩螺紋牙上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程 S 沿螺紋上同一條螺旋線 轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離，S = nP。線數(shù) n 螺紋的螺旋線數(shù)目。牙型角a在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙型斜角在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型一側(cè)邊與螺紋軸線的垂 線之間的夾角。（6）螺紋的角度33PPT課件34PPT課件螺紋升角y螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。35PPT課件36PPT課件AA （7）螺紋連接的畫法AA

9、旋入深度畫圖要點(diǎn)： 大徑線和大徑線對(duì)齊；小徑線和小徑線 對(duì)齊。 旋合部分按外螺紋畫；其余部分按各自 的規(guī)定畫。按不剖畫內(nèi)、外螺紋剖面線方向相反為什么？37PPT課件畫圖步驟： 畫外螺紋 確定內(nèi)螺紋的端面位置 畫內(nèi)螺紋及其余部分投影38PPT課件 大徑線畫粗實(shí)線 倒角圓不畫小徑圓約畫3/4圈外螺紋剖視畫法：小徑大徑AA螺紋終止線畫一小段剖面線畫到大徑線AA小徑線畫細(xì)實(shí)線且畫到倒角內(nèi)小徑0.85d螺紋終止線畫粗實(shí)線39PPT課件螺紋終止線 大徑線畫細(xì)實(shí)線 小徑線畫粗實(shí)線 倒角圓不畫大徑圓約畫3/4圈剖面線畫到小徑線即粗實(shí)線位置AAAA40PPT課件（8）螺紋的標(biāo)注 標(biāo)注的基本格式特征代號(hào)公稱直徑導(dǎo)

10、程(P螺距)旋向公差帶代號(hào)旋合長度代號(hào)粗牙螺紋不標(biāo)注螺距。旋合長度為中等時(shí)，“N”可省略。右旋螺紋不用標(biāo)注旋向，左旋時(shí)則標(biāo)注LH。右旋左旋長：L 中等：N短：S中徑和頂徑公差帶代號(hào)單線螺紋 改為 。導(dǎo)程(P螺距)螺距公差帶代號(hào)應(yīng)按順序標(biāo)注中徑、頂徑公差帶代號(hào)。41PPT課件注意事項(xiàng) 粗牙螺紋不標(biāo)注螺距。 管螺紋公稱直徑為英寸，近似等于管子的通徑。 其公差等級(jí)代號(hào)外螺紋為A、B兩級(jí)，內(nèi)螺紋僅一 種公差等級(jí) ，故不標(biāo)注。 右旋螺紋不用標(biāo)注旋向，左旋時(shí)則標(biāo)注LH 。 公差帶代號(hào)應(yīng)按順序標(biāo)注中徑、頂徑公差帶代 號(hào)。內(nèi)螺紋G、H兩種；外螺紋e、f、g、h四種。 若中徑和頂徑的公差帶相同時(shí)，只注一個(gè)。 單

11、線螺紋導(dǎo)程(P螺距)螺距改為。42PPT課件螺紋各種數(shù)據(jù)的查表G1M30M201.5-6g-LHTr2410(p5)B4032(P8)大徑小徑導(dǎo)程旋向線數(shù)標(biāo)記螺紋名稱螺距公稱尺寸牙型3026.2113.5右1普通粗牙螺紋3.530三角形60度2018.3761.5左1普通細(xì)牙螺紋1.520三角形60度2410右2梯形螺紋524梯形30度4032右4鋸齒形螺紋840鋸齒形30度33.24930.2912.309右1普通粗牙螺紋2.3091英寸三角形55度18.5043PPT課件標(biāo)注示例M2025g6gS LH普通螺紋 大徑d20 螺距P=2 (細(xì)牙) 短旋合長度 頂徑公差帶代號(hào)中徑公差帶代號(hào) 例

12、1：例2：Tr4014(P7)7HL梯形螺紋 大徑D40 導(dǎo)程14螺距7線數(shù)2中徑、頂徑公差帶代號(hào)長旋合長度 右旋螺紋的標(biāo)記左旋 44PPT課件M202LH5g6gS普通螺紋大徑d20螺距P2 (細(xì)牙)短旋合長度頂徑公差帶代號(hào)左旋中徑公差帶代號(hào)例3：例4：Tr4014(P7)7HL梯形螺紋大徑D40導(dǎo)程14螺距P7線數(shù)2中徑、頂徑公差帶代號(hào)長旋合長度右旋45PPT課件2）螺母3）墊圈六角螺母六角開槽螺母圓螺母平墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈螺紋緊固件連接46PPT課件 4）螺紋緊固件的標(biāo)記方法名稱標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)形式與尺寸材料熱處理表面處理螺紋緊固件連接47PPT課件例:螺紋規(guī)格d=M12，公稱長度L=

13、80，性能等級(jí)為4.8級(jí)，不進(jìn)行表面處理，全螺紋，C級(jí)的六角頭螺栓：螺栓 GB/T 5780-2000 M1280a）螺栓標(biāo)記: 螺栓 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 螺紋規(guī)格 有效長度螺紋緊固件連接48PPT課件例:螺紋規(guī)格D=M12，性能等級(jí)為10級(jí)，不經(jīng)表面處理，A級(jí)的六角螺母。 螺母 GB/T 6170-2000 M12b）螺母標(biāo)記: 螺母 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 螺紋規(guī)格螺紋緊固件連接49PPT課件例: 標(biāo)準(zhǔn)系列，公稱尺寸d=8，性能等級(jí)為140HV，不經(jīng)表面處理的平墊圈墊圈 GB/T 97.1-2000 8c）墊圈標(biāo)記: 墊圈 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 公稱直徑螺紋緊固件連接50PPT課件螺紋的類型螺紋分為外螺紋內(nèi)螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋左旋

14、右旋常用右旋效率較高，主要用于螺旋傳動(dòng)此外，還有 管螺紋： 主要用于管路的聯(lián)接。按牙型的不同分為普通螺紋：矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋效率低，易自鎖，多用于聯(lián)接。？51PPT課件52PPT課件?53PPT課件Fad2dd1y54PPT課件55PPT課件過大的螺旋升角制造困難,而且當(dāng)角度大于25度后效率相差不大了.一般取不大于20-25度.56PPT課件57PPT課件58PPT課件59PPT課件60PPT課件傳動(dòng)應(yīng)效率高,希望螺旋升角大緊固要求自鎖,希望螺旋升角小牙型角小摩擦就小，易于傳動(dòng)，但太小則牙根強(qiáng)度不夠。、牙型角大摩擦就大，易于緊固連接，但太大擰緊費(fèi)力61PPT課件V62PPT課件63PP

15、T課件6-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一基本類型（請(qǐng)掌握各聯(lián)接的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合）1螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接（受拉螺栓聯(lián)接）鉸制孔用螺栓聯(lián)接(受剪螺栓聯(lián)接)2雙頭螺柱聯(lián)接（常拆場(chǎng)合）3螺釘聯(lián)接（不常拆場(chǎng)合）4緊定螺釘聯(lián)接普通螺栓既可用來承擔(dān)軸向載荷也可用來承擔(dān)橫向載荷，但鉸制孔用螺栓一般用來承擔(dān)橫向載荷。64PPT課件螺紋緊固件連接的基本形式有：螺栓連接雙頭螺柱連接螺釘連接65PPT課件66PPT課件普通螺栓連接67PPT課件l計(jì)=t1+t2+0.15d(墊圈厚) +0.8d(螺母厚)+0.3d 螺栓、墊圈、螺母按不剖畫 螺栓的有效長度按下式計(jì)算計(jì)算后查表取標(biāo)準(zhǔn)值 兩塊板的剖面線方向相反t1l0.

16、3d t2 被連接件的孔徑=1.1d68PPT課件普通螺栓聯(lián)接69PPT課件普通螺栓聯(lián)接70PPT課件普通螺栓聯(lián)接71PPT課件普通螺栓聯(lián)接72PPT課件普通螺栓聯(lián)接73PPT課件鉸制孔用螺栓聯(lián)接74PPT課件鉸制孔用螺栓聯(lián)接75PPT課件鉸制孔用螺栓聯(lián)接76PPT課件鉸制孔用螺栓聯(lián)接77PPT課件普通螺栓聯(lián)接（受拉螺栓聯(lián)接）鉸制孔用螺栓聯(lián)接(受剪螺栓聯(lián)接)78PPT課件螺紋聯(lián)接的基本類型螺栓聯(lián)接基本類型螺紋余留長度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 0;螺紋伸出長度a=(0.20.3)d; 螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(

17、36) mmL1鉸制孔螺栓dL179PPT課件鉸制孔螺栓80PPT課件雙頭螺柱聯(lián)接不能采用螺栓的場(chǎng)合,例如:連接件之一太厚不宜采用通孔,材料又比較軟.81PPT課件tbmll計(jì)= t +0.15d+0.8d+0.3d bm同螺釘,由被聯(lián)接件的材料決定。螺柱長度:82PPT課件設(shè)計(jì)：潘存云螺栓聯(lián)接基本類型座端擰入深度H，當(dāng)螺孔材料為：aee雙頭螺柱聯(lián)接鋼或青銅 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 l1l1HHH1H1H2H2d螺釘聯(lián)接83PPT課件螺釘聯(lián)接多用

18、于受力不大且不需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合84PPT課件tbml0.5d bm: 鋼： bm=d鑄鐵: bm=1.25d或1.5d鋁: bm=2d螺釘長度：l計(jì)=bm+t85PPT課件0.2d2.5:1d0.4d0.25d 2.5:1 柱端緊定螺釘利用端部小圓柱插入機(jī)件上的小孔或環(huán)槽起定位、固定作用。 緊定螺釘分錐端、柱端、平端三種。 錐端緊定螺釘靠端部錐面頂入機(jī)件上的小錐坑起定位、固定作用。 平端緊定螺釘靠其端平面與擊機(jī)件的摩擦力起定位作用。86PPT課件螺釘聯(lián)接87PPT課件螺釘聯(lián)接88PPT課件螺釘聯(lián)接89PPT課件螺釘聯(lián)接90PPT課件螺釘聯(lián)接91PPT課件螺釘連接92PPT課件螺釘連接螺釘擰入

19、深度H: 鋼或青銅 Hd 鑄鐵 H=(1.251.5)d 鋁合金 H=(1.52.5)d93PPT課件雙頭螺柱連接94PPT課件其他螺紋連接類型緊定螺釘連接地腳螺栓連接吊環(huán)螺栓連接T型槽螺栓連接95PPT課件緊定螺釘連接96PPT課件緊定螺釘連接97PPT課件地腳螺栓連接98PPT課件吊環(huán)螺栓連接99PPT課件吊環(huán)螺栓連接100PPT課件T型槽螺栓連接101PPT課件例：已知被連接件:板厚1230板寬60螺栓 GB/T 5782-2000 24L（螺栓長度）墊圈 GB/T 93-1987 24螺母 GB/T 6170-2000 24 為了提高畫圖速度，螺紋連接件各部分的尺寸（除公稱長度外）都可

20、用d（或）的一定比值畫出，稱為比例畫法。螺栓連接螺紋緊固件連接102PPT課件螺栓連接件的簡化畫法d1.1d0.9d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d1.5d(0.20.3)d0.15d0.2d75103PPT課件螺栓長度的選取被連接件1的厚度1 =30被連接件2的厚度2 =30螺栓長度L =120.2d0.8d0.3d = 30+30+(0.150.80.2)24 = 91.2 將L圓整為標(biāo)準(zhǔn)螺栓系列長度100 螺紋部分長度 = 2d = 224 = 48d1.1d0.85d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d(0.20.3)d0.15d104PPT課件105P

21、PT課件106PPT課件螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓螺紋緊固件末端結(jié)構(gòu)頭部結(jié)構(gòu)107PPT課件螺母六角螺母六角扁螺母六角厚螺母圓螺母螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓螺紋緊固件108PPT課件1.擴(kuò)大接觸面、降低緊固力對(duì)被緊固件的應(yīng)力集中，防止損壞被緊固件。2.擰緊螺母時(shí)不會(huì)劃傷被緊固件。3.花墊和彈簧墊還有防止螺母松脫的作用。 109PPT課件墊圈平墊圈薄平墊圈A型平墊圈B型平墊圈螺紋緊固件斜墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈作用：增加支撐面積以減小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。110PPT課件1精度等級(jí)：A、B、C （精度由高低）A類用于要求配合精確、防止振動(dòng)的重要場(chǎng)合B類用于受載大且常拆、調(diào)整或變載

22、荷的場(chǎng)合C類用于一般的螺紋聯(lián)接的場(chǎng)合111PPT課件一預(yù)緊目的1增加聯(lián)接可靠性2增加聯(lián)接緊密性6-3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊二擰緊力矩Tdo預(yù)緊力F0112PPT課件三控制方法（控制預(yù)緊力QP的大小）113PPT課件測(cè)力矩扳手定力矩扳手114PPT課件測(cè)力矩扳手115PPT課件定力矩扳手116PPT課件dF2.0dDdDFf31)(tg2dFTTT0202030300cv2021-+=+=y117PPT課件復(fù)習(xí):FF0FRF0FLT118PPT課件119PPT課件2r12r2rdrF0120PPT課件dF2.0dDdDFf31)(tg2dFTTT0202030300cv2021-+=+=yT1為螺旋副間

23、的摩擦力矩T2為螺母與支承面間的摩擦力矩當(dāng)F=200N,則F0=1500N,很大的力和力矩.所以對(duì)于重要螺栓不用過小的直徑.121PPT課件當(dāng)F=200N,則F0=1500N,很大的力和力矩.所以對(duì)于重要螺栓不用過小的直徑.122PPT課件測(cè)量伸長量（QP=l*Cb）123PPT課件一防松目的防松根本問題：防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)二防松方法：有三種（圖例見下頁）1摩擦防松2機(jī)械防松3鉚沖防松（破壞螺紋副）5-4螺紋聯(lián)接的防松124PPT課件摩擦防松125PPT課件1. 利用附加摩擦力防松尼龍圈鎖緊螺母彈簧墊圈對(duì)頂螺母126PPT課件127PPT課件機(jī)械防松128PPT課件開口銷與六角開槽螺母129

24、PPT課件圓螺母用止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈130PPT課件串聯(lián)鋼絲131PPT課件止動(dòng)墊圈串聯(lián)鋼絲11.5P用沖頭沖23點(diǎn)沖點(diǎn)防松法132PPT課件133PPT課件134PPT課件一普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-5單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算失效形式：螺紋部分的塑變或斷裂，危險(xiǎn)截面為螺紋小徑d1所對(duì)應(yīng)的面積A=d21/4設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證靜強(qiáng)度或疲勞強(qiáng)度135PPT課件d1小徑136PPT課件137PPT課件(一)松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（螺母不需要擰緊、在承受工作載荷前，螺栓不受力）138PPT課件139PPT課件(二)緊螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（螺母需要擰緊、承受工作載荷前，螺栓受預(yù)緊力）1僅受預(yù)緊力時(shí)緊螺栓聯(lián)接只有橫向

25、載荷,沒有軸向拉力140PPT課件FFFF/2F/2141PPT課件142PPT課件stss3.1322ca+=由第四強(qiáng)度理論得到64M10M普通螺紋的鋼制螺栓對(duì)雖然同時(shí)承受拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力，但只按拉應(yīng)力計(jì)算，增加百分之三十拉應(yīng)力做為對(duì)剪切應(yīng)力的影響的考慮。143PPT課件FFF0144PPT課件145PPT課件 1.3的含義危險(xiǎn)截面在小徑d1處計(jì)算求得d1后應(yīng)查標(biāo)準(zhǔn)d1 ,然后確定大徑d如何求出預(yù)緊力F0？實(shí)際中何種情況使用上述公式？問注意146PPT課件pFFD2受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接147PPT課件148PPT課件2受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接A單個(gè)螺栓受力變形圖F149PPT

26、課件松弛狀態(tài)受載變形預(yù)緊狀態(tài)150PPT課件松弛狀態(tài)受載變形預(yù)緊狀態(tài)F0151PPT課件152PPT課件153PPT課件F1FF2FF0力變形154PPT課件螺栓 F0 F1+F螺栓預(yù)緊力 F0 F1被連接件 F0 F1螺栓和被連接件受力與變形的關(guān)系即剛度155PPT課件156PPT課件式中FFF2cccccFF2ccccccccccFFF20mbbmb0mbbmbmbbmb10+0推薦：160PPT課件受軸向變載荷（工作拉力）作用的緊螺栓聯(lián)接的計(jì)算161PPT課件162PPT課件163PPT課件 為什么上述螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算僅對(duì)螺栓桿進(jìn)行？ 當(dāng)工作載荷為變載荷時(shí)，強(qiáng)度計(jì)算如何進(jìn)行？受軸向變載

27、荷（工作拉力）作用的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算：不僅要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，還要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。問題螺母和螺栓是等強(qiáng)度的,而螺栓的小徑更小.所以主要討論螺栓的連接強(qiáng)度.164PPT課件如圖為一受軸向工作載荷的緊螺栓連接工作時(shí)力和變形的關(guān)系,問:(1)螺栓剛度和被連接件的剛度大小對(duì)螺栓受力F2有何影響?(2)若預(yù)緊力F0=800N,工作載荷F=1000N,Cm=4Cb求:螺栓上的總載荷F2以及殘余預(yù)緊力F1F2FF1F0165PPT課件解:(1)減小Cb增大Cm可以使總載荷F2下降(2)F2FF1F0想一想會(huì)出現(xiàn)什么情況?間隙166PPT課件 某氣缸缸體與缸蓋間用10個(gè)M20（d1=17. 294mm）的

28、普通螺栓聯(lián)接。缸體內(nèi)徑D250mm，缸內(nèi)工作壓力p為01MPa之間變化，螺栓的屈服極限S=340 MPa,安全系數(shù)取S=2。1）若結(jié)合面上的殘余預(yù)緊力F1為工作載荷的1.5倍，試校核該螺栓的靜強(qiáng)度。2）仍按上述條件，計(jì)算汽缸工作時(shí)螺栓危險(xiǎn)剖面上的最大拉應(yīng)力，最小拉應(yīng)力，平均應(yīng)力和應(yīng)力幅.（已知螺栓的相對(duì)剛度0.5 ） 167PPT課件校核該螺栓的靜強(qiáng)度螺栓總拉力:應(yīng)力(計(jì)入切應(yīng)力):安全168PPT課件螺栓應(yīng)力在F2與F0之間波動(dòng)169PPT課件170PPT課件一降低應(yīng)力幅1降低cb2增大cm方法： 增加螺栓長度 腰狀桿螺栓或空心螺栓 螺母下裝彈性元件方法：采用剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)3同時(shí)

29、降低cb，增大cm和Qp5-6提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施171PPT課件1降低cb(減小 )F0F1FF2F2螺栓總拉力的變動(dòng)范圍(應(yīng)力幅)下降172PPT課件F0FF2F0FF22增大cm( )也可使應(yīng)力幅下降173PPT課件3同時(shí)降低cb，增大cm和F0F0174PPT課件175PPT課件二改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象1改善螺母結(jié)構(gòu)：懸置螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母2采用鋼絲螺套3合理選配材料176PPT課件二改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象177PPT課件178PPT課件179PPT課件180PPT課件181PPT課件三減小應(yīng)力集中的影響四采用合理的制造工藝方法1采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的方法。2

30、采用強(qiáng)化處理的方法（氮化、氰化、噴丸）1采用大圓角和卸載結(jié)構(gòu)。2在設(shè)計(jì)、制造及裝配上避免產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力182PPT課件圓角和卸栽結(jié)構(gòu)183PPT課件184PPT課件185PPT課件186PPT課件5-7 鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算A失效形式： 1螺栓桿剪斷 2螺栓桿與被聯(lián)接件孔壁的壓潰187PPT課件1剪切強(qiáng)度條件螺桿的2擠壓強(qiáng)度條件聯(lián)接的B強(qiáng)度條件188PPT課件式中：如何正確理解聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度公式？問注意：取Lmin及 p小者代入計(jì)算投影面積A=d0*Lmin189PPT課件5-8 性能等級(jí)及許用應(yīng)力聯(lián)接件材料常用 Q235 103545沖擊振動(dòng)時(shí)15Cr40Cr30CrMnTi性能等級(jí)

31、螺栓例如： 4.6抗拉強(qiáng)度極限400MPa,屈服極限與抗拉強(qiáng)度極限之比為0.6,可知屈服極限為:190PPT課件191PPT課件許用應(yīng)力有s、 t 、s p三種一般而言螺栓與螺母的性能要相配192PPT課件一螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1宜對(duì)稱2受力合理3有合理的間距、邊距4盡量取偶數(shù)，且規(guī)格相同5避免偏心5-9螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)193PPT課件194PPT課件195PPT課件足夠的扳手空間196PPT課件避免偏心197PPT課件球面墊圈斜面處理198PPT課件二螺栓組聯(lián)接的受力分析目的：找到受力最大的螺栓及其所受的力假設(shè)：各螺栓規(guī)格相同各螺栓預(yù)緊力相同螺栓組中心與接合面形心重合各螺栓在彈性限度內(nèi)工作1

32、99PPT課件1受橫向載荷時(shí)：分兩種情況A采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)（結(jié)合面不滑移）FFFFa)200PPT課件通過由預(yù)緊力所產(chǎn)生的結(jié)合面上的摩擦力來平衡橫向外載荷F，式中設(shè)每個(gè)螺栓預(yù)緊力都是F0201PPT課件B采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接（結(jié)合面不滑移）b)202PPT課件通過剪切力F來平衡外載荷F，因此每個(gè)螺栓中受力相等，皆為F。問題： 受橫向載荷時(shí)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？1采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按僅受預(yù)緊力時(shí)的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。2采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)按鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。203PPT課件2受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)：分兩種情況A采用普通螺栓聯(lián)接（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）O204PPT課件通過由預(yù)緊

33、力F0所產(chǎn)生的結(jié)合面上的摩擦力矩來平衡外載荷T，因此每個(gè)螺栓中受力相等，皆為F0205PPT課件ri越大，所需F0就越小，所以應(yīng)遠(yuǎn)距離分布。討論問題： 受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何 進(jìn)行計(jì)算？采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按僅受預(yù)緊力時(shí)的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算206PPT課件B采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）O207PPT課件通過剪切力F所產(chǎn)生的力矩來平衡外載荷T，由于此時(shí)由于螺栓的位置不同，因此每個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的螺栓所受到的力Fmax變形協(xié)調(diào)條件：每個(gè)螺栓受到的剪切力與其到中心點(diǎn)的距離成正比。208PPT課件由變形協(xié)調(diào)條件可知：209PPT課件問題： 受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)鉸制

34、孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)首先找受力最大的螺栓所受到的力Fmax，然后按鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算210PPT課件FGF”FTr單個(gè)螺栓所受最大橫向力螺栓很多,應(yīng)取按照余弦定理合成所得最大的摩擦力即普通螺栓組同時(shí)受外力和外力矩作用時(shí)預(yù)緊力的計(jì)算轉(zhuǎn)距產(chǎn)生的切向力211PPT課件F”FTr單個(gè)螺栓所受最大橫向力鉸制孔用螺栓連接FG212PPT課件3受軸向載荷時(shí)普通螺栓聯(lián)接根據(jù)假設(shè)可知，每個(gè)螺栓所承擔(dān)的工作拉力皆相等為F，即：問題：受軸向載荷時(shí)普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？求出工作拉力F后按受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。213PPT課件4受傾

35、覆力矩時(shí)普通螺栓聯(lián)接O12345678214PPT課件O12345678M215PPT課件通過左右兩側(cè)螺栓與地基間所產(chǎn)生的力F形成的力偶來平衡外載荷M，由于此時(shí)由于螺栓的位置不同，因此每個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的螺栓所受到的力Fmax變形協(xié)調(diào)條件：每個(gè)螺栓受到的工作拉力與其到中心點(diǎn)的距離成正比。A 軸向工作載荷F216PPT課件式中Li各螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心的垂直距離 （ Li與ri 含義不同）由變形協(xié)調(diào)條件可知：217PPT課件單個(gè)螺栓工作拉力B.傾覆力矩時(shí)普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？首先找受力最大的螺栓所受到的力Fmax然后按受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法

36、計(jì)算。218PPT課件C承受傾覆力矩條件下接合面可靠工作條件先算出傾覆力矩和軸向工作拉力產(chǎn)生的合力F軸向受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力不滑移用防滑移條件算預(yù)緊力FO219PPT課件受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力不滑移 不壓潰無間歇F1殘余應(yīng)力220PPT課件單個(gè)螺栓受軸向拉力：彎矩產(chǎn)生最大軸向力工作載荷221PPT課件在實(shí)際使用中，螺栓組所受的載荷是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合，但不論如何復(fù)雜，都可以將其簡化成上述簡單受力狀態(tài)，從而分別計(jì)算每個(gè)螺栓的工作載荷，然后將其進(jìn)行向量迭加得到每個(gè)螺栓的總的工作載荷。對(duì)普通螺栓可按軸向載荷以及傾覆力矩來確定螺栓的工作拉力，按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定聯(lián)接所需的預(yù)緊力，最后求出螺栓的總拉力Q。對(duì)受力最大的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)鉸制孔用螺栓按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定螺栓的工作剪力，對(duì)受剪力最大的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。說明：222PPT課件教材例題 圖示為一固定在立柱上的鑄鐵拖架,總載荷F=4800N ,作用線與垂直方向夾角呈50O,設(shè)計(jì)此螺栓組