螺紋聯(lián)接課件

第九章螺紋聯(lián)接匯報(bào)人：某某某匯報(bào)時間：2023.X.X聯(lián)接動聯(lián)接——運(yùn)動副靜聯(lián)接——螺紋、鍵、銷（可拆），焊、鉚、膠接（不可拆）第九章螺紋聯(lián)接本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容：1、螺紋、螺紋聯(lián)接及其零件的結(jié)構(gòu)和類型。2、螺紋聯(lián)接的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算。（重點(diǎn)）3、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松。4、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施。螺紋聯(lián)接是一種應(yīng)用很廣泛的可拆聯(lián)接。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便、能滿足各種要求的特點(diǎn)。大徑d小徑d1中經(jīng)d2螺距P導(dǎo)程S升角l牙型角a、牙型斜角b§9-1螺紋的類型及主要參數(shù)一、螺紋基本參數(shù)聯(lián)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，用于聯(lián)接雙線或多線，常用于傳動粗牙：一般情況下使用。細(xì)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。

∴聯(lián)接螺紋：一般為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。二、螺紋的類型一、矩形螺紋（α=

0o)1.螺紋受力分析F=Qtg(λ+ρ）摩擦角ρ=arctgfQFπd2NRfNvsFRQλ+ρλλρ§9-2螺紋副的受分分析、效率和自鎖假定：①螺紋副的壓力均勻分布在螺紋中徑可簡化為一點(diǎn)受力②相對運(yùn)動與滑塊和斜面間相似2.螺旋副的效率由此可見，λ增加→效率提高另一方面，當(dāng)滑塊等速下滑時QFπd2RfNvsλNρλFRQλ-ρF=Qtg(λ-ρ）若λ≤ρ，則η’≤0。自鎖條件：λ≤ρ螺紋副的受分分析、效率和自鎖二、三角螺紋（α≠

0o)比較矩形螺紋和三角螺紋的受力（忽略升角λ的影響）三角螺紋的摩擦力：β—牙型斜角fv—當(dāng)量摩擦系數(shù)，ρv—當(dāng)量摩擦角用fv、ρv代替f

、ρ，得到三角螺紋的受力及效率公式自鎖條件：

λ≤ρv一、主要類型（注意各圖的畫法）1、螺栓聯(lián)接受拉——普通螺栓普通螺栓：無需在被聯(lián)件上加工螺紋孔，裝拆方便，用于兩被聯(lián)件均不太厚的場合。受剪——鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓：除起聯(lián)接作用外，還起定位作用。§9-3螺紋聯(lián)接的基本類型及聯(lián)接零件的標(biāo)準(zhǔn)2、雙頭螺柱聯(lián)接

用于有一聯(lián)接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時只需擰下螺母即可。3、螺釘聯(lián)接

用于有一聯(lián)接件較厚，且不需經(jīng)常裝拆的場合。螺紋聯(lián)接的基本類型及聯(lián)接零件的標(biāo)準(zhǔn)4、緊定螺釘聯(lián)接

螺釘末端頂住另一零件的表面或相應(yīng)凹坑，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或力矩。

標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件一、擰緊受載之前擰緊螺母預(yù)緊力F’預(yù)緊↑聯(lián)接剛度↑防松能力↑緊密性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§9-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松T=T1+T2對于M10~M68的普通粗牙螺紋：取fv=tgρv=0.15

fc=0.151、擰緊力矩T=？對頂螺母二、防松——防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按防松原理不同，分為三類：1）摩擦防松螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松彈簧墊圈開口方向：斜向右下方彈性增壓尖端抵住開口銷與槽形螺母2）機(jī)械防松（直接鎖?。┞菁y聯(lián)接的預(yù)緊與防松3）破壞螺紋副關(guān)系：沖點(diǎn)法和粘合法，用于不再被裝拆場合。螺栓聯(lián)接受拉螺栓受剪螺栓松聯(lián)接：無預(yù)緊力F’，僅受工作載荷F緊聯(lián)接：僅受預(yù)緊力F’同時受預(yù)緊力F’和工作載荷F一、受拉螺栓聯(lián)接對于受拉螺栓，其失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。§9-5單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1、松聯(lián)接如：起重滑輪螺栓僅受軸向工作拉力F——失效：拉斷強(qiáng)度條件：[σ]——許用應(yīng)力，[σ]=σs／[Ss]，見表9-4（P187）查手冊，選螺栓設(shè)計(jì)式：單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算裝配時要擰緊，工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力F′作用2、緊螺栓聯(lián)接的計(jì)算1）只受預(yù)緊力F′F′TT1F′F′螺栓受F′和T1作用

F′引起的拉應(yīng)力：

T1引起的扭剪應(yīng)力：單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算拉、扭聯(lián)合作用時，按第四強(qiáng)度理論：當(dāng)量拉應(yīng)力：

強(qiáng)度條件：

設(shè)計(jì)式：1.3意義：緊聯(lián)接時，將拉應(yīng)力增大30%以考慮擰緊力矩的影響。單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2）受預(yù)緊力和軸向載荷F′F′FFTF′F′F0F″F″F0螺栓所受的總拉力：F0=F′+F?×未知力有兩個：F0—總拉力F″—?dú)堄囝A(yù)緊力須根據(jù)靜力平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件求解單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算F′F′F′F′FFF0F″F″F0δc0δb0△δb△δcT變形協(xié)調(diào)條件：

△δb=△δc=△δ靜力平衡條件：

F0

=F″+F螺栓總拉力殘余預(yù)緊力軸向外載荷變形力力力變形δb0δc0δb0δc0△δF′F′F0FF″αbαc(a)(b)(c)F′螺栓剛度:kb

=

F′/δb0=tgαb被聯(lián)接件剛度:kc

=

F′/δc0=tgαc當(dāng)kc＞＞kb時，相對剛度系數(shù)→0，F(xiàn)0≈F′反之，當(dāng)kc＜＜kb時，相對剛度系數(shù)→1，F(xiàn)0≈F′+F相對剛度系數(shù)注意：

F″>0不出現(xiàn)間隙強(qiáng)度條件：注意：對于普通螺栓聯(lián)接，無論聯(lián)接是受橫向工作載荷還是軸向工作載荷，螺栓本身總是受拉力作用殘余預(yù)緊力應(yīng)滿足下列要求：1）無特殊要求時F″=（0.2~0.6)F2）變載作用時F″=（0.6~1.0)F3）有緊密性要求時F″=（1.5~1.8)F二、螺栓材料及其許用應(yīng)力一般用途：碳素鋼；重要聯(lián)接：合金鋼許用應(yīng)力：見表9-4單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1.鉸制孔用螺栓聯(lián)接螺栓桿受擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用。此類螺栓預(yù)緊力小，計(jì)算時可忽略

強(qiáng)度條件：d0—螺栓桿受剪面直徑δ—最小擠壓高度設(shè)計(jì)時，按上述公式分別計(jì)算出d0

，取大值三、受橫向載荷的螺栓聯(lián)接m—接合面對數(shù)f—摩擦系數(shù)C—可靠性系數(shù)R—橫向工作載荷當(dāng)m=1、f=0.15、

C=1.2時，

F′≥8R應(yīng)使接合面摩擦力大于工作載荷R預(yù)緊力F′應(yīng)滿足的條件？摩擦力：mfF′RC≥2、普通螺栓聯(lián)接單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算由于螺栓與孔之間留有間隙，故是由F′產(chǎn)生的摩擦力來平衡外載荷。為使被聯(lián)接件之間不發(fā)生相對滑動，

§9-6螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的：合理確定螺栓組的布置形式及接合面的幾何形狀；使各螺栓受力均勻，便于加工、裝配1、接合面應(yīng)設(shè)計(jì)成軸對稱的簡單幾何形狀2、合理布置螺栓，使其受力均勻3、合理確定螺栓的間距和邊距，保證足夠的扳手空間4、同一分布圓上的螺栓應(yīng)取偶數(shù)，便于鉆孔時分度畫線5、同一螺栓組，螺栓材料、規(guī)格相同6、螺母及螺栓頭的支承面應(yīng)光潔、平整注意：對于螺栓組聯(lián)接，應(yīng)首先對螺栓組進(jìn)行受力分析，找出受載最大的螺栓，然后對該螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

§9-7提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施1、減小螺栓總拉力F0的變化幅度以減小應(yīng)力幅螺牙間載荷分布3、避免或減小附加應(yīng)力4、減小應(yīng)力集中減小螺栓剛度kb

；增大被聯(lián)接件剛度kc

；2、改善螺牙間載荷分布不均現(xiàn)象采用懸置螺母或環(huán)槽螺母作業(yè)：

9-111．圖示汽缸內(nèi)徑，氣壓，,要求螺栓間距不大于150mm，殘余預(yù)緊力是工作載荷的1.5倍，確定螺栓數(shù)目和所受的最大軸向拉力。

解：設(shè)z個螺栓，則取14個螺栓。則最大軸向拉力：在受軸向工作載荷的螺栓聯(lián)接中，已知螺栓剛度為，被聯(lián)接件剛度為，如果=8，預(yù)緊力，工作載荷，試求螺栓中的總拉力和被聯(lián)接件中的殘余預(yù)緊力，并畫出緊螺栓聯(lián)接的受力與變形圖。

螺栓的布置應(yīng)有合理的間距、邊距

螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，