第4章 螺紋連接與螺旋傳動

第4章螺紋連接與螺旋傳動4.1螺紋4.2螺紋連接的類型與標準連接件4.3螺紋連接的預緊4.4

螺紋連接的防松4.5螺紋連接組的設(shè)計4.6螺紋連接的強度計算4.7提高螺紋連接強度的措施4.8螺紋連接件的材料與許用應力4.9螺旋傳動連桿體連桿蓋螺栓墊圈螺母連桿襯套軸瓦第二篇連接一、概述第二篇連接一、分類靜連接可拆連接：不須毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接。

例：螺紋連接、鍵連接、銷連接。不可拆連接：至少毀壞連接中的一部分才能拆開的連接。

例：鉚接、焊接、膠接等。工作原理摩擦鎖合：靠連接配合面間的摩擦傳遞載荷。過盈連接。形鎖合：靠零件形狀的嵌合來傳遞載荷。平鍵連接。材料鎖合：靠被連接件間涂敷材料所產(chǎn)生分子力來傳遞載荷。膠接。靜連接：不允許相對運動的連接。動連接：可以有相對運動。運動副之間的連接。二、選用原則使用要求和經(jīng)濟性要求。不可拆連接——多考慮制造及經(jīng)濟性因素?？刹疬B接——多考慮結(jié)構(gòu)、安裝、運輸、維修上的因素。板件與板件——多選用螺紋連接、焊接、鉚接或膠接。桿件與桿件——多選用螺紋連接或焊接。軸與輪轂——多選用鍵、花鍵連接或過盈連接。軸與軸——采用聯(lián)軸器或離合器。被連接零件類型第二篇連接鑄造焊接外螺紋內(nèi)螺紋一、螺紋的分類當量摩擦角較小傳動用螺紋4.1螺紋當量摩擦角較大連接用螺紋共同組成螺旋副。螺紋牙型矩形螺紋三角形螺紋30o梯形螺紋15o鋸齒形螺紋30o3o4.1螺紋一、螺紋的分類母體形狀圓柱螺紋圓錐螺紋管螺紋英制與米制粗牙與細牙4.1螺紋一、螺紋的分類螺紋的旋向:右旋螺紋左旋螺紋螺旋線的根數(shù):n≤4多線螺紋單線螺紋PSS=2PPSPS=P4.1螺紋一、螺紋的分類連接：效率低、自鎖性好。傳動：效率高、自鎖性差。螺紋牙形：三角形、矩形、梯形、鋸齒形等30°3°30°60°三角形梯形鋸齒形矩形單線，用于連接雙線或多線，常用于傳動粗牙：一般情況下使用。細牙：d相同，p小，ψ小，牙淺，自鎖性好，但不耐磨，易滑扣?！嘤糜谧冚d荷場合。連接螺紋：一般為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。螺紋線數(shù)：單線（連接）；多線（傳動）。4.1螺紋一、螺紋的分類連接螺紋：自鎖。如：緊固螺紋。管螺紋：緊密性、氣密性。如：用于氣體、液體管道螺紋。傳動螺紋：效率高。如：車床傳動絲杠。調(diào)整螺紋：精度高。如：螺旋千分尺。承載螺紋：效率高、自鎖性好。如千斤頂。對螺紋連接的要求：足夠的連接強度和良好的工藝性。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用1、普通螺紋（代號：M××GB192-81）特點：牙型角=2=60。牙型半角大，當量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于連接螺紋。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用細牙螺紋與粗牙螺紋粗牙：常用。細牙的缺點：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。1、普通螺紋（代號：M××GB192-81）4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用2、矩形螺紋特點：牙形為正方形。=0，效率高，用于傳動，牙根強度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用3、梯形螺紋(代號：TrGB192-81)特點：=2=30。比矩形螺紋效率略低。牙根強度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消除間隙，在螺旋傳動中有廣泛應用。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用4、鋸齒形螺紋(代號：SJB923-66)特點：工作邊=3，非工作邊=30，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點,能承受較大的載荷,但只能用于單向傳動。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用5、圓柱管螺紋特點：用于管件連接的三角螺紋，=55，螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓強在1.6MPa以下的連接。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用6、圓錐管螺紋特點：螺紋均布在錐度為1:16的管上，=55或60，螺紋面間沒有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適用于高溫、高壓的連接。4.1螺紋二、常用螺紋的特點和應用大徑d－螺紋的公稱直徑。小徑d1－連接的強度計算。中徑d2－連接的幾何計算。螺距P－螺紋相鄰兩個牙型上對應點間的軸向距離。牙型角a－螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。升角y－螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。線數(shù)n－螺紋的螺旋線數(shù)目。導程S－螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，S=nP。升角y的計算式為：4.1螺紋三、普通螺紋的主要參數(shù)孔與螺桿之間留有間隙螺紋余留長度l1靜載荷l1>=(0.3~0.5)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=(0.2~0.3)d;螺栓軸線到邊緣的距離

e=d+(3~6)mm1.螺栓連接普通螺栓4.2螺紋連接的類型與標準連接件一、螺紋連接的基本類型用于兩被聯(lián)件均不太厚的場合。除起連接作用外，還起定位作用。特點和應用：無須在被連接件上切制螺紋，使用不受被連接件材料的限制。構(gòu)造簡單，裝拆方便，應用最廣。用于可制通孔的場合。4.2螺紋連接的類型與標準連接件1.螺栓連接一、螺紋連接的基本類型應用：凸緣聯(lián)軸器鉸制孔螺栓普通螺栓對中榫4.2螺紋連接的類型與標準連接件1.螺栓連接一、螺紋連接的基本類型3.雙頭螺柱連接2.螺釘連接座端擰入深度H，當螺孔材料為：鋼或青銅H=d;鑄鐵H=(1.25~1.5)d鋁合金H=(1.5~2.5)d螺紋孔深度H1=H+(2~2.5)P;鉆孔深度H2=H1+(0.5~1)d;參數(shù)l1

、e、a與螺栓相同

4.2螺紋連接的類型與標準連接件一、螺紋連接的基本類型特點：不用螺母，而且能有光整的外露表面。應用：有一連接件較厚，但不宜用于時常裝拆的連接，以免損壞被連接件的螺紋孔。特點：座端旋入并緊定在被連接件之一的螺紋孔中。應用：有一連接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時只需擰下螺母即可。4.2螺紋連接的類型與標準連接件3.雙頭螺柱連接2.螺釘連接一、螺紋連接的基本類型4.緊定螺釘連接特點和應用：旋入被連接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被連接件的表面或頂入相應的坑中，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。4.2螺紋連接的類型與標準連接件一、螺紋連接的基本類型其它：地腳螺栓吊環(huán)螺栓T形槽螺栓4.2螺紋連接的類型與標準連接件一、螺紋連接的基本類型六角頭螺栓LL0d精度分A、B、C三級，通用機械中多用C級。螺紋有粗牙和細牙之分。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件兩端螺紋可不同，螺柱可帶退刀槽或制成腰桿，也可制成全螺紋。雙頭螺柱4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件螺釘頭部形狀：圓頭、扁圓頭、六角頭、圓柱頭和沉頭等。頭部起子槽：一字槽、十字槽和內(nèi)六角孔等形式。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件緊定螺釘錐端：適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸的場合；平端：接觸面積大，不傷零件表面，常用于硬度較大平面或經(jīng)常拆卸的場合；圓柱端：壓入軸上的凹坑中，適用于緊定空心軸上的零件位置。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件自攻螺釘頭部形狀：圓頭、平頭、半沉頭及沉頭等。頭部起子槽：一字槽、十字槽等形式。末端形狀：錐端和平端兩種。滲碳鋼，硬度不低于45HRC，不預制螺紋。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件六角螺母厚度：標準螺母和薄型螺母兩種。制造精度分為A、B、C三級。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件圓螺母與止動墊圈圓螺母常與止動墊圈配用，裝配時將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，而將墊圈的外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件墊圈平墊圈：A級和C級兩種。墊圈：特大、大、普通和小的四種規(guī)格，特大墊圈主要在鐵木結(jié)構(gòu)上使用。斜墊圈：用于傾斜的支承面上。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件機械制造中常見的螺紋連接件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸都已經(jīng)標準化，設(shè)計時可以根據(jù)有關(guān)標準選用。4.2螺紋連接的類型與標準連接件二、標準螺紋連接件裝配時擰緊，承受工作載荷前，預先受到力的作用。這個預加作用力稱為預緊力。防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。

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%。

預緊力：

預緊的目的：

預緊力的確定原則：預緊↑連接剛度↑防松能力↑緊密性一般連接用的鋼制螺栓連接的預緊力F0：碳素鋼螺栓合金鋼螺栓4.3螺紋連接的預緊擰緊力矩T=？螺母支承面間的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2螺紋副間的摩擦力矩Ft——螺紋副間有效圓周力4.3螺紋連接的預緊rf—支承面摩擦半徑TF0F0dd0D0kt—擰緊力矩系數(shù)(M10~M64)4.3螺紋連接的預緊擰緊力矩T=？TF0F0dd0D0以螺母分析：T=T1+T2

利用控制擰緊力矩的方法來控制預緊力的大小。通常----采用測力矩扳手或定力矩扳手，重要----采用測定螺栓伸長的方法來控制預緊力。

注意：對于重要的連接，應盡可能不采用直徑過小(＜M12)的螺栓。

預緊力的控制：

預緊力和預緊力矩之間的關(guān)系：嚴格控制預緊力時，d≮M12~M16標準扳手長度L=15d，若擰緊力為F，則：

T=FL=F×15d=0.2F0d→F0=75F若F=200N，則F0=15000N?！∮贛12，則易拉斷。4.3螺紋連接的預緊p定力矩扳手控制擰緊力矩；規(guī)定螺母擰緊圈數(shù)；測量螺栓的伸長量或控制應力或應變。測力矩扳手4.3螺紋連接的預緊測力矩扳手或定力矩扳手，準確性較差，也不適用于大型的螺栓連接。測量螺栓伸長量4.3螺紋連接的預緊控制擰緊力矩；規(guī)定螺母擰緊圈數(shù)；測量螺栓的伸長量或控制應力或應變?？梢圆捎脺y量螺栓伸長量的方法來控制預緊力。在沖擊、振動或變載荷作用下，或在高溫或溫度變化較大的情況下，螺紋連接中的預緊力和摩擦力會逐漸減小或可能瞬時消失，導致連接失效。防松方法：

摩擦防松——對頂螺母防松、彈簧墊圈防松、自鎖螺母防松。

機械防松——開口銷與六角螺母防松、止動墊圈防松、串聯(lián)鋼絲防松。

永久防松——如鉚沖防松、在旋合螺紋間涂膠防松等。（不可拆連接）

防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。4.4螺紋連接的防松對頂螺母防松自鎖螺母防松4.4螺紋連接的防松摩擦防松彈簧墊圈開口方向：斜向右下方彈性增壓尖端抵住彈簧墊圈防松摩擦防松4.4螺紋連接的防松開口銷與六角螺母防松止動墊圈

防松4.4螺紋連接的防松機械防松串聯(lián)鋼絲防松正確不正確注意金屬絲穿入方向機械防松4.4螺紋連接的防松膠接沖點焊住4.4螺紋連接的防松永久防松

為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證聯(lián)接結(jié)合面受力均勻，通常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀。大多數(shù)機械中螺栓都是成組使用的。螺栓間距離：保證聯(lián)接可靠性、考慮裝拆方便，留有足夠的扳手空間。根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式。4.5螺栓組連接的設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓布置應使各螺栓的受力合理。合理不合理

為便于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4、6、8等偶數(shù)。4.5螺栓組連接的設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓的排列應有合理的間距、邊距。4.5螺栓組連接的設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺紋牙根彎曲應力——————→斷裂避免螺栓承受附加的彎曲載荷。引起附加彎曲應力因素：螺紋孔不正、被聯(lián)件表面不平、發(fā)生變形等。4.5螺栓組連接的設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計避免螺栓承受附加的彎曲載荷。凸臺沉頭座斜面墊圈采用球面墊片4.5螺栓組連接的設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計1．受橫向載荷2．受轉(zhuǎn)矩3．受軸向載荷4．受傾覆力矩

受力分析的目的：求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便按單個螺栓連接的進行強度計算。

受力分析時所作假設(shè)：所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同；受載后連接接合面仍保持為平面。

受力分析的類型：二、螺栓組連接的受力分析螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；4.5螺栓組連接的設(shè)計1）鉸制孔用螺栓連接（圖b），每個螺栓所受工作剪力為：2）普通螺栓連接（圖a），預緊后接合面間的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有：

式中：z為螺栓數(shù)目。1．受橫向載荷的螺栓組連接或Ks為防滑系數(shù)，設(shè)計中可取Ks=1.1~1.3。i為結(jié)合面數(shù)。4.5螺栓組連接的設(shè)計2．受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接1）普通螺栓，連接預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。2）鉸制孔用螺栓，螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。4.5螺栓組連接的設(shè)計3．受軸向載荷的螺栓組連接總載荷FΣ作用線與螺栓軸線平行，通過螺栓組的對稱中心，各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為：螺栓預緊力F0，殘余預緊力F1，每個螺栓所承受的總載荷F2為：F2=F+F1F2=F+F0

4.5螺栓組連接的設(shè)計4．受傾覆力矩的螺栓組連接力矩平衡：最大工作載荷：4.5螺栓組連接的設(shè)計傾覆力矩M受傾覆力矩后，左側(cè)螺栓與地基的工作點分別移至B1

和C1，底板上合力為F受傾覆力矩的底板螺栓組的受力過程

右側(cè)螺栓與地基的工作點分別移至B2

和C2

，底板上合力為

Fm=

-F傾覆力矩作用前，螺栓和地基的工作點都處于A點，底板所受合力為零。螺栓地基4．受傾覆力矩的螺栓組連接4.5螺栓組連接的設(shè)計左側(cè)B1-C1右側(cè)B2-C24．受傾覆力矩的螺栓組連接4.5螺栓組連接的設(shè)計

為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：螺栓預緊力F01）將復雜受力狀態(tài)分解為上述四種簡單受力狀態(tài)，再將各自結(jié)果向量疊加。4.5螺栓組連接的設(shè)計二、螺栓組連接的受力分析實際螺栓組所受工作載荷可以是上述四種受力狀態(tài)的不同組合2）對普通螺栓可按軸向載荷和傾覆力矩確定工作拉力；按橫向載荷和轉(zhuǎn)矩確定聯(lián)接所需的最小預緊力，然后求出螺栓的總拉力。3）對于鉸制孔用螺栓則按橫向載荷和轉(zhuǎn)矩確定螺栓的工作剪力。螺栓連接強度計算：根據(jù)強度條件確定螺栓直徑。螺栓和螺母的螺紋牙及其他各部分尺寸均按標準選定。失效形式受拉螺栓：螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。受剪螺栓：螺栓桿被剪斷或螺栓桿和孔壁的貼合面被壓潰。65%20%15%4.6螺紋連接的強度計算一、松螺栓連接強度計算二、緊螺栓連接強度計算1．僅受預緊力的緊螺栓連接2．受軸向載荷的緊螺栓連接3．承受工作剪力的緊螺栓連接螺栓連接受拉螺栓受剪螺栓松連接：不擰緊，無預緊力F0，僅受工作載荷F緊連接：需擰緊僅受預緊力F0同時受預緊力F0和工作載荷F螺栓連接的強度計算與連接的類型、裝配情況（預緊或不預緊）、外載荷的性質(zhì)和材料性能等有關(guān)。4.6螺紋連接的強度計算一、松螺栓連接強度計算或F——工作拉力，單位為N；d1——螺栓危險截面的直徑，單位為mm；[σ]——螺栓材料的許用拉應力，單位為MPa。4.6螺紋連接的強度計算1．僅受預緊力的緊螺栓連接預緊力引起的拉應力：螺牙間的摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應力：強度條件：根據(jù)第四強度理論，螺栓在預緊狀態(tài)下的計算應力:二、緊螺栓連接強度計算(M10~M64)4.6螺紋連接的強度計算橫向載荷F較大時，由于F0

≥

F／f（f=0.2），即F0≥5F，需大幅增加螺栓直徑。為此，可采用減載措施。減載鍵減載套筒減載銷4.6螺紋連接的強度計算1．僅受預緊力的緊螺栓連接二、緊螺栓連接強度計算2．受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓預緊力F0，工作拉力F，螺栓的總拉力F2=?F1為殘余預緊力，為保證聯(lián)接的緊密性，應使F1＞0，一般根據(jù)聯(lián)接的性質(zhì)確定F1的大小。4.6螺紋連接的強度計算二、緊螺栓連接強度計算無變形—→F0

—→λbλm—→+F→λb+Δ

λ1λm-Δ

λ2變形協(xié)調(diào)條件：Δ

λ1=Δ

λ2=Δ

λ4.6螺紋連接的強度計算松連接預緊力F0受軸向載荷Fλb?FF2F1FF0F0λmF0λbλmθbθm?λλ'mθb螺栓伸長力Ob力Ob力聯(lián)接件壓縮OmθmOm4.6螺紋連接的強度計算已知F0和F計算？?FF2F1F?λF0λbλmθb力ObθmOm式中：為螺栓的相對剛度，其取值范圍為0~1。4.6螺紋連接的強度計算2．受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接4.6螺紋連接的強度計算二、緊螺栓連接強度計算靜強度條件：或螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓疲勞極限，Pa。若工作載荷為變載荷：4.6螺紋連接的強度計算2．受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接二、緊螺栓連接強度計算3．承受工作剪力的緊螺栓連接鉸制孔用螺栓：螺栓桿與孔壁接觸表面受擠壓；結(jié)合面螺栓桿受剪切。螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為：螺栓桿的剪切強度條件為：式中：F－螺栓所受的工作剪力，N；

d0－螺栓剪切面的直徑（可取螺栓孔直徑），mm；

Lmin－螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，mm；設(shè)計時應使Lmin≥1.25d04.6螺紋連接的強度計算二、緊螺栓連接強度計算軸向力橫向力轉(zhuǎn)矩傾覆力矩受拉受拉受剪小結(jié)螺栓組單個螺栓受拉螺栓受剪螺栓：受剪F2=F+F1緊連接松連接：受F0和F僅受F0：受變載：受靜載：4.6螺紋連接的強度計算降低影響螺栓疲勞強度的應力幅改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象減小應力集中的影響采用合理的制造工藝影響螺栓連接強度（螺栓強度）的主要因素有：螺紋牙的載荷分配

應力變化幅度

應力集中

附加應力

材料的力學性能和制造工藝通過螺紋連接強度的措施：4.7提高螺紋連接強度的措施降低螺栓的剛度增大被聯(lián)接件的剛度Cm4.7提高螺紋連接強度的措施增大預緊力F0減小螺栓剛度Cb

一、降低影響螺栓疲勞強度的應力幅一、降低影響螺栓疲勞強度的應力幅降低螺栓剛度的措施d0.7d空心螺栓安裝彈性元件4.7提高螺紋連接強度的措施0.8dd腰狀桿螺栓一、降低影響螺栓疲勞強度的應力幅增大被聯(lián)接件剛度的措施使用金屬墊片4.7提高螺紋連接強度的措施密封環(huán)密封二、改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象4.7提高螺紋連接強度的措施三、減小應力集中的影響加大圓角卸載槽卸載過渡結(jié)構(gòu)4.7提高螺紋連接強度的措施四、采用合理的制造工藝冷鐓螺釘頭部不切斷材料纖維金屬流線走向合理冷作硬化疲勞強度30~40%冷鐓螺釘頭部、滾壓螺紋4.7提高螺紋連接強度的措施1、螺栓：十個性能等級，如：3.6、4.6、4.8、……性能等級材料性能如：6.8σBmin/100=6σBmin=600MPa10(σsmin/σBmin)=8σsmin=480MPa或σsmin=(600×8)/10=480MPa低碳鋼或中碳鋼2、螺母：七個等級，與螺栓性能相配。4.8螺紋連接件的材料與許用應力一、螺紋連接件材料一般用途的設(shè)計中，通常選用4.8級左右的螺栓常用的螺紋連接件材料為Q215、Q235、35、45等低、中碳素鋼。當強度要求高時，還可采用合金鋼，如15Cr、40Cr等。4.8螺紋連接件的材料與許用應力一、螺紋連接件材料二、螺紋連接件的許用應力1．螺紋連接件的許用拉應力2．螺紋連接件的許用剪應力和許用擠壓應力3．螺紋連接件的安全系數(shù)

見表（被連接件為鋼）（被連接件為鑄鐵）螺栓組連接的設(shè)計例題例題4-2設(shè)計如圖所示的支架底板螺栓組聯(lián)接。支架材料HT200，立柱為鋼，外載荷F=2000N。受任意載荷螺栓組向形心簡化———————→四種簡單狀態(tài)迭加——→受載最大螺栓——→按單個計算解題步驟解：（一）受力分析FH=Fsin30=2000sin30=1000NFV=Fcos30=2000cos30=1732NM=FH×80-FV×200=1000×80-1732×200=4.26×105N·mm解：（二）工作條件分析1、保證結(jié)合面不滑移剩余預緊力?FF”F?λF’λbλmθb力ObθmOm預緊力防滑系數(shù)K=1.1~1.3，取1.2；P78摩擦系數(shù)f=0.3，未加工鋼構(gòu)件表面；相對剛度Kc=0.3，表4-4；p72取預緊力F’=2000NFV解：（二）工作條件分析FH=Fsin30=2000sin30=1000N工作拉力F1=1000/4=250NM=FH×80-FV×200=1000×80-1732×200=4.26×105N·mm最大螺栓的總工作拉力：F∑=F1+F2=250+1331=1581N2、受力最大螺栓軸向載荷解：（二）工作條件分析3、計算螺栓直徑?FF0F”F∑?λF’λbλmθb力ObθmOm選擇4.6級螺栓，查表4-5，p73σs=240MPa，不控制預緊力。查表4-7，安全系數(shù)S=4.4(初估螺栓直徑在M6~M16)[σ]=240/4.4=54.5MPa。查手冊M12，d1=10.106mm>8.67mm。滿足要求并與初估相符。解：（二）工作條件分析4、校核接合面不壓潰剩余預緊力作用下的擠壓應力FH剩余預緊力?FF0F”F∑?λF’λbλmθb力ObθmOm解：（二）工作條件分析5、校核接合面不出現(xiàn)間隙剩余預緊力作用下的擠壓應力FH上緣擠壓應力σ下=σF”－σM=0.76－0.68=0.08MPa>0傾覆力矩產(chǎn)生的擠壓應力下緣擠壓應力σ下=σF”+σM=0.76+0.68=1.44MPa查表4-9鑄鐵許用擠壓應力[σp]=σb/2=200/2=100MPa>>1.44MPa螺栓組連接的設(shè)計例題例題4-1一鋼制液壓缸，壓力p在0~2.2MPa之間變化，缸徑D=160mm，銅皮石棉墊片，試計算其缸蓋的螺栓聯(lián)接。解題步驟計算螺栓工作拉力

計算螺栓總拉力計算螺栓直徑螺栓疲勞校核螺栓組連接的設(shè)計例題例題4-1一鋼制液壓缸，壓力p在0~2.2MPa之間變化，缸徑D=160mm，銅皮石棉墊片，試計算其缸蓋的螺栓聯(lián)接。解：(1)計算螺栓最大工作拉力F暫取螺栓數(shù)z=6，每個螺栓平均拉力

(2)計算螺栓總拉力F0壓力容器取剩余預緊力F”=1.8F螺栓組連接的設(shè)計例題例題4-1一鋼制液壓缸，壓力p在0~2.2MPa之間變化，缸徑D=160mm，銅皮石棉墊片，試計算其缸蓋的螺栓聯(lián)接。解：(3)按靜強度計算螺栓直徑選A級六角螺栓，性能等級8.8級，由表(4-5)，σb=800MPa，σs=640MPa由表(4-7)取安全系數(shù)S=1.5(控制預緊力)查手冊得M12mm，d1=10.106mm，故暫取M12螺栓。螺栓組連接的設(shè)計例題例題4-1一鋼制液壓缸，壓力p在0~2.2MPa之間變化，缸徑D=160mm，銅皮石棉墊片，試計算其缸蓋的螺栓聯(lián)接。解：(4)按疲勞強度校核螺栓的應力幅由表(4-4)銅皮石棉墊片KC=0.8結(jié)果：選M16螺栓6個。許用應力幅σ-1=0.32σb=0.32×800=256MPa。(P74經(jīng)驗公式)；Sa=2.5(表4-7)表4-8，εσ=1.0，kσ=4.8×0.8=3.84(商品螺栓均為輾壓螺紋)不合格查手冊再選M16螺栓，d1=13.835mm。一、螺旋傳動的類型和應用利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動的。主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞動力和動力。常見的運動形式有：螺桿轉(zhuǎn)動、螺母移動；螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動并移動。螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動（機床進給機構(gòu)）螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動

（螺旋起重器）4.9螺旋傳動4.9螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應用按用途分為傳力螺旋傳遞動力。如各種起重或加壓裝置的螺旋。承受很大軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時間較短，工作速度也不高，通常具有自鎖能力；傳導螺旋傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向力。如機床進給機構(gòu)的螺旋等。常需在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，要求具有較高的傳動精度；調(diào)整螺旋調(diào)整、固定零件的相對位置，如機床、儀器及測試裝置中的微調(diào)機構(gòu)螺旋。不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，一般在空載下調(diào)整。4.9螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應