《螺紋連接與傳動(dòng)》

連接靜連接動(dòng)連接可拆連接不可拆連接螺紋連接鍵、花鍵和銷連接型面連接過盈連接鉚接焊接膠接第二篇連接整理課件§5-1螺紋§5-2螺紋連接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件§5-3螺紋連接的預(yù)緊§5-5螺紋連接組的設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）§5-6螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算（重點(diǎn)）§5-8提高螺紋連接強(qiáng)度的措施§5-7螺紋連接件的材料與許用應(yīng)力§5-9螺旋傳動(dòng)§5-4螺紋連接的防松返回目錄前一頁后一頁退出整理課件第一節(jié)螺紋一、螺紋的類型和應(yīng)用工程應(yīng)用返回目錄前一頁后一頁退出整理課件1、螺紋的形成一個(gè)三角形繞著圓柱體的軸線沿螺旋線運(yùn)動(dòng)就構(gòu)成了三角形螺紋。同樣可得到梯形、鋸齒形、矩形螺紋。d2整理課件連接：效率低、自鎖性好。傳動(dòng)：效率高、自鎖性差。2）按螺紋牙形分：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(dòng)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?！噙B接螺紋：一般為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。2、螺紋分類1）按螺紋線數(shù)分：單線（連接）；多線（傳動(dòng)）。整理課件管螺紋的公稱直徑——管子的公稱內(nèi)徑（通徑）圓柱管螺紋——α=55°用于水、煤氣、潤滑管路圓錐管螺紋——α=55°,60°用于密封要求高的管路d3）按螺紋用途◆連接螺紋：三角形螺紋、管螺紋、自攻螺釘整理課件返回目錄前一頁后一頁退出1．矩形螺紋(α＝0):η↑但強(qiáng)度↓定心性↓◆傳動(dòng)螺紋——要求：效率較高2．梯形螺紋(α＝30°):η較高,易切削,強(qiáng)度↑定心性↑具有梯形螺紋強(qiáng)度高特點(diǎn)，又具有矩形螺紋效率高特點(diǎn)。鋸齒形螺紋只能進(jìn)行單向傳動(dòng)。3.鋸齒形螺紋非工作面：β＝30°工作面：β＝3°整理課件返回目錄前一頁后一頁退出4）按螺旋線繞行方向分：左旋右旋——常用旋向判定：順著軸線方向看，可見側(cè)左邊高則為左旋，右邊高則為右旋。5）按螺旋線位置分：內(nèi)螺紋——在圓柱孔的內(nèi)表面形成的螺紋外螺紋——在圓柱孔的外表面形成的螺紋思考：整理課件螺紋類型性能牙根強(qiáng)度工藝性適用場合三角形螺紋自鎖性好最大好聯(lián)接矩形效率最高小差傳動(dòng)梯形效率較高較大好傳動(dòng)(標(biāo)準(zhǔn)化)鋸齒形效率較高較大好傳動(dòng)（單向）各種螺紋的特點(diǎn):整理課件二、螺紋主要參數(shù)1、直徑大徑d：公稱直徑。M20→d=20mm小徑d1：螺紋的最小直徑,常用于連接的強(qiáng)度計(jì)算。中徑d2：齒厚=齒槽寬處直徑，常用于連接的動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)、幾何計(jì)算。幾何計(jì)算用。一般?。赫碚n件3、螺距P－螺紋相鄰兩個(gè)牙型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。4、導(dǎo)程S：2、線數(shù)n：螺紋的螺旋線數(shù)目。n↑→效率↑→自鎖性↓常用連接的螺紋要求自鎖性，一般為單線。為便于制造n≤4

。④螺距p螺旋線上任一點(diǎn)沿同一條螺線旋轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離。

S=nP整理課件退出5、升角ψ：螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角?？梢?，ψ↑→S↑→效率↑→自鎖性↓。

6、牙形角α：螺紋牙兩側(cè)邊的夾角，對(duì)稱牙形，α=2β。7、工作高度h：內(nèi)外螺紋旋合的接觸高度。8、效率η：整理課件放松螺母時(shí)返回目錄前一頁后一頁退出水平推力:9、自鎖條件：

整理課件自鎖螺旋副的自鎖條件為：當(dāng)時(shí)返回目錄前一頁后一頁退出R整理課件例1：一梯螺紋的螺桿，d=20mm,，d1=15.5mm，d2=18mm，P=4mm，n=2，f=0.2，問：該螺紋是否滿足自鎖條件？解：則：則：因，故該機(jī)構(gòu)自鎖。整理課件第二節(jié)螺紋連接的類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件一、螺紋連接件的類型螺紋連接的類型螺栓連接普通螺栓連接鉸制孔螺栓連接雙頭螺柱連聯(lián)接螺釘連接緊定螺釘連接地腳螺栓二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件

參見66頁表5-2（常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件）返回目錄前一頁后一頁退出整理課件

2）雙頭螺柱——兩端帶螺紋1）螺栓返回目錄前一頁后一頁退出A型——有退刀槽B型——無退刀槽整理課件4）緊定螺釘錐端——適于零件表面硬度較低不常拆卸場合。平端——接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面，適于經(jīng)常拆卸場合。圓柱端——壓入軸上凹坑中，適于緊定空心軸上零件的位置3）螺釘

整理課件6）螺母5）自攻螺釘——由螺釘攻出螺紋返回目錄前一頁后一頁退出整理課件7）墊圈返回目錄前一頁后一頁退出整理課件第三節(jié)螺紋連接的預(yù)緊一、預(yù)緊力

預(yù)緊的目的：在于增強(qiáng)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(duì)滑動(dòng)。返回目錄前一頁后一頁退出擰緊后螺紋連接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料屈服極限的80%。預(yù)緊力的確定原則：絕大多數(shù)螺紋連接受載之前擰緊受到的這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力F0控制預(yù)緊力的方法一般情況憑經(jīng)驗(yàn)，擰緊即可定力矩扳手測量螺栓伸長量測力矩扳手整理課件

NfNFF0返回目錄前一頁后一頁退出螺紋副摩擦力矩：

螺母向上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):二、預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系

T2——螺母與支承面間的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2T1——螺紋副間的摩擦力矩1、螺紋副間的摩擦力矩T1

R整理課件2、螺母與接觸面的摩擦力矩

對(duì)于M10~M64的螺紋，一般取

例：取F=200N，L=15d，代入上式，則得F0=15000N返回目錄前一頁后一頁退出注意：對(duì)于重要的連接，應(yīng)盡可能不采用直徑過小(＜M12)的螺栓?！∮贛12，則易拉斷。整理課件第四節(jié)螺紋連接的防松3、防松的根本問題：在于防止螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4、防松方法摩擦防松機(jī)械防松其它防松返回目錄前一頁后一頁退出1、螺紋連接按自鎖條件設(shè)計(jì)：ψ≤ρv靜載下不會(huì)自行松脫。2、松動(dòng)原因沖擊、振動(dòng)、變載荷下溫度變化較大時(shí)螺旋副摩擦力Ff減小或瞬時(shí)消失松動(dòng)整理課件第五節(jié)螺栓組連接的設(shè)計(jì)大多數(shù)機(jī)器的螺紋連接件都是成組使用的，其中以螺栓組連接最具有典型性，故以螺栓組連接為例，討論它的設(shè)計(jì)和計(jì)算問題，其結(jié)論對(duì)雙頭螺柱組、螺釘組連接也同樣適用。

螺栓設(shè)計(jì)步驟：1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：螺栓數(shù)目、布置方式。2、受力分析：找出受力最大的螺栓。3、強(qiáng)度計(jì)算：確定螺栓的直徑。返回目錄前一頁后一頁退出整理課件一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目的：確定螺栓數(shù)目及布置形式。

要求：

1、連接接合面的幾何形狀通常都設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、框形、三角形等。且螺栓組的對(duì)稱中心與結(jié)合面形心重合，從而保證結(jié)合面受力均勻。

2、螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。

（1）對(duì)于鉸制孔螺栓聯(lián)接，不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置8個(gè)以上的螺栓，以免載荷分布過于不均。返回目錄前一頁后一頁退出整理課件（2）當(dāng)螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近連接接合面的邊緣，以減小螺栓的受力。（3）當(dāng)采用普通螺栓連接時(shí)，如果螺栓同時(shí)承受軸向載荷和較大的橫向載荷時(shí)，應(yīng)采用銷、套簡、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。返回目錄前一頁后一頁退出整理課件3、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機(jī)體壁間的最小距離，應(yīng)根據(jù)扳手所需活動(dòng)空間的大小來決定。4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取成偶數(shù)，以便在圓周上鉆孔時(shí)的分度和畫線。

5、為了便于裝配，同一螺栓組中所有螺栓的材料、直徑和長度均應(yīng)相同。6、避免螺栓承受附加的彎曲載荷：凸臺(tái)、沉孔、斜墊圈等。返回目錄前一頁后一頁退出整理課件返回目錄前一頁后一頁退出整理課件二、螺栓組連接的受力分析根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式、外載荷類型—→螺栓受力—→找出受載最大螺栓—→按單個(gè)螺栓聯(lián)接的計(jì)算方法計(jì)算假設(shè)：１、所有螺栓的材料、直徑、長度、剛度相同；2、預(yù)緊力均相同；3、變形在彈性范圍內(nèi)；4、被聯(lián)件為剛體。整理課件

1、受橫向載荷的螺栓組連接（可采用普通螺栓或鉸制孔螺栓）返回目錄前一頁后一頁退出保證接合面不產(chǎn)生滑移四種典型受載情況時(shí)的受力分析（1）采用普通螺栓連接

特點(diǎn)：載荷作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺栓組對(duì)稱中心。整理課件（2）采用鉸制孔用螺栓連接（受剪螺栓）假定每個(gè)螺栓受載相同，則工作條件：剪切計(jì)算擠壓計(jì)算整理課件2、受扭轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接（可采用普通螺栓或鉸制孔螺栓）

返回目錄前一頁后一頁退出特點(diǎn)：在轉(zhuǎn)矩T作用下，底板有繞螺栓組形心軸線旋轉(zhuǎn)的趨勢。（1）采用普通螺栓連接

摩擦力承載，各螺栓處產(chǎn)生相等的摩擦力整理課件（2）采用鉸制孔用螺栓連接

返回目錄前一頁后一頁退出靠剪切和擠壓承載，各螺栓在T作用下受橫向力Fi。工作條件：

F1r1+F2r2+…+Fzrz≥T即Fsi與ri成正比：變形協(xié)調(diào)條件：底板視為剛體，ri↑—→剪切變形量↑—→Fsi↑整理課件返回目錄前一頁后一頁退出例題1、圖示凸緣聯(lián)軸器，用六個(gè)普通螺栓將兩半聯(lián)軸器相連，被聯(lián)軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min，傳遞的功率P=1.5kW，聯(lián)軸器接合面間摩擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)Ks=1.2，試計(jì)算需加在每個(gè)螺栓上的預(yù)緊力大小。解：1）聯(lián)軸器所傳遞轉(zhuǎn)矩2）螺栓所承受的預(yù)緊力F0

整理課件

返回目錄前一頁后一頁退出3．受軸向載荷的螺栓組連接（只可用普通螺栓聯(lián)接）除外載荷F∑，螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，在工作拉力F的作用下，螺栓的總拉力F2

≠

F+F0特點(diǎn)：外載荷F∑與螺栓軸線平行，并通過螺栓組對(duì)稱中心?！髀菟ńM平均受載：F=F∑/z整理課件F0F0λbλm變形F0λb力力ObOm變形λmF0螺栓被連接件Omλm△λ△λ△λF2F1F

（1）受力分析

變形受力過程：無變形→F0→λbλm→+F→λm-Δλ2λb+Δλ1變形協(xié)調(diào)條件：Δλ1=Δλ2=Δλ整理課件變形F0λb力λm△λF2F1F△F△F'θbθm（2）受力變形圖

設(shè)螺栓所承受的工作力F：令螺栓所承受的總的載荷整理課件螺栓總的拉力：殘余預(yù)緊力為：式中：為螺栓的相對(duì)剛度，其取值范圍為0~1。變形F0λb力λm△λF2F1F△F△F'θbθm整理課件結(jié)論：1、上述分析可見：螺栓承受的總拉力F2≠F0+F

2、當(dāng)F0

及F一定時(shí)，F(xiàn)2取決于Cb/(Cb+Cm)

Cb↓（Cm↑）→螺栓受力F2↓，取應(yīng)采用剛度較小的螺栓，剛度較大的被連接件。3、為防止出現(xiàn)縫隙，殘余預(yù)緊力應(yīng)大于0,一般：F1=(0.2～1)F;有密封要求的F0=(1.5～1.8)F。返回目錄前一頁后一頁退出各力定義預(yù)緊力F0工作載荷F（對(duì)螺栓連接施加的外載荷）螺栓所承受的總的載荷整理課件返回目錄前一頁后一頁退出例題2、一緊螺栓連接，已知，加工作載荷F后，螺栓又伸長1mm，此時(shí)螺栓受到軸向總載荷F2=5000kN，求螺栓的預(yù)緊力F0、工作載荷F、殘余預(yù)緊力F1大??？解：受軸向工作載荷的緊螺栓連接預(yù)緊時(shí)的受力-變形圖?！鱂整理課件4．受傾覆力矩的螺栓組連接（只可用普通螺栓聯(lián)接）

假定底板為剛體，在M作用下接合面仍保持平面；地基和螺栓為彈性體；底板受翻轉(zhuǎn)力矩M作用后，將繞對(duì)稱軸O—O翻轉(zhuǎn)。返回目錄前一頁后一頁退出整理課件特點(diǎn)：在M作用下，底板有繞螺栓組形心軸翻轉(zhuǎn)的趨勢。作用M前：各螺栓受力相同作用M后：左側(cè)：F拉(不均勻)，右側(cè)：F壓(不均勻)→F’↓工作條件：

根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件：受力最大的螺栓所承受的總的載荷整理課件式中：附加校核其它條件：右側(cè)邊緣不壓潰左側(cè)不出現(xiàn)縫隙[]ppppssss￡D+=maxmax0maxmin>D-=pppsss故：

整理課件返回目錄前一頁后一頁退出

實(shí)際中，螺栓組所受的外載荷常常是復(fù)合狀態(tài)，但都可以簡化成上述四種簡單受力狀態(tài)，按力的疊加原理求出螺栓受力。求得受力最大的螺栓所受的載荷后，即可進(jìn)行單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算。

1）受橫向載荷（普通螺栓或鉸制孔螺栓）小結(jié)：螺栓的受力狀態(tài)分析2）受扭轉(zhuǎn)力矩（普通螺栓或鉸制孔螺栓）3）受軸向載荷（普通螺栓聯(lián)接）4）受傾覆力矩（普通螺栓聯(lián)接）整理課件第六節(jié)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算

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1、受拉螺栓

2、受剪螺栓

失效形式：螺栓桿和孔壁的貼合面上出壓潰或螺栓桿被剪斷。

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。螺栓的失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。失效形式：螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。整理課件返回目錄前一頁后一頁退出（一）松螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算

僅受軸向工作拉力F——失效：拉斷強(qiáng)度條件：mm——設(shè)計(jì)查手冊(cè)，選螺栓——校核整理課件

（二）緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1、僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接緊螺栓在裝配時(shí)，在擰緊力矩T1的作用下，除了受預(yù)緊力F0產(chǎn)生的拉應(yīng)力外，還承受由于擰緊螺母產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。返回目錄前一頁后一頁退出預(yù)緊力引起的拉應(yīng)力：螺牙間的摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：對(duì)于M12～M64螺栓：整理課件

根據(jù)第四強(qiáng)度理論

危險(xiǎn)剖面的強(qiáng)度條件式：

返回目錄前一頁后一頁退出1.3意義：緊連接時(shí)，將拉應(yīng)力增大30%以考慮擰緊力矩的影響?！：耸絤m

——設(shè)計(jì)式整理課件2、承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接1）工作載荷為靜載荷在設(shè)計(jì)時(shí)首先計(jì)算螺栓的工作載荷F，再根據(jù)連接的要求選取F0值，計(jì)算螺栓的總拉力F2，再考慮扭切應(yīng)力的影響。截面的拉伸強(qiáng)度條件是：

返回目錄前一頁后一頁退出整理課件

螺栓的最大拉應(yīng)力為：

螺栓的最小拉應(yīng)力為：

應(yīng)力幅為：

計(jì)算安全系數(shù)

由前面知識(shí)可知這種應(yīng)力狀態(tài)為最小應(yīng)力等于常數(shù)σmin=C返回目錄前一頁后一頁退出2）工作載荷為變載荷(螺栓的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核)工作載荷在0～F變化時(shí)螺栓總拉力在F0～之間變化。整理課件（三）承受工作剪力的緊螺栓連接失效形式：螺桿被剪斷及螺桿或孔壁被壓潰。螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：擠壓強(qiáng)度條件為：

[σp]——取弱者計(jì)算Lmin=min[δ1，δ2]整理課件一、材料1、螺栓在一般設(shè)計(jì)中，通常選用4.8級(jí)左右的螺栓，在重要的或有特殊要求設(shè)計(jì)中的螺紋連接件如在壓力容器中常采用8.8級(jí)的螺栓。第七節(jié)螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力

螺栓的常用材料為低碳鋼、中碳鋼、合金鋼螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)分為十級(jí)(見表5-8)3.64.64.85.66.88.89.810.912.9小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字×100為σBmin----代表強(qiáng)度極限大小小數(shù)點(diǎn)及后面的數(shù)字×σBmin為σSmin------代表屈服極限的大小4.6級(jí):σBmin=400MPa

σs=400×0.6=240

MPa例如6.8級(jí)：σBmin=600MPaσsmin=0.8×600=480MPa螺母的性能等級(jí)分為七級(jí)：456891012（表5-9）數(shù)字×100代表螺母能承受的最小應(yīng)力σmin

2、螺母整理課件二、螺紋連接的許用應(yīng)力及安全系數(shù)1．螺紋聯(lián)接件的許用拉應(yīng)力2．螺紋聯(lián)接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力3．螺紋聯(lián)接件的安全系數(shù)（表5-10）（被聯(lián)接件為鋼）（被聯(lián)接件為鑄鐵）整理課件從公式可以看出，在預(yù)緊力及工作載荷不變的情況下，減小應(yīng)力幅實(shí)際就是減少螺栓的總拉力。第八節(jié)提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施

1、降低影響螺栓聯(lián)接的應(yīng)力幅σmax一定時(shí)：σa↓—→疲勞強(qiáng)度↑當(dāng)F、F”不變時(shí)：↓Cb或↑Cm。整理課件措施：1）↑螺栓長度2）↓光桿直徑

3）采用柔性螺栓：腰狀螺栓空心螺栓4）采用彈性元件2）增加被連接件的剛度采用剛度較大的金屬氣缸墊片或采用密封環(huán)。3）適當(dāng)增加預(yù)緊力及減小連接件的剛度和增大被連接件的剛度1）減小聯(lián)接件的剛度整理課件2、改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象

返回目錄前一頁后一頁退出工作時(shí)，螺栓受拉，p↑螺母受壓，p↓兩者產(chǎn)生螺距差第一圈：Δp最大，受力最大第8～10圈：后幾乎不受力各圈受載不均∴采用加高螺母不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。整理課件返回目錄前一頁后一頁退出改善螺紋牙載荷分布方法。

改善螺紋牙間載荷分布的措施◆懸置螺母◆環(huán)槽螺母◆內(nèi)斜螺母◆環(huán)槽螺母與內(nèi)斜螺母3．減小應(yīng)力集中的影響

收尾：退刀槽；增大牙根處過渡圓角半徑或采用卸載結(jié)構(gòu)。整理課件螺紋牙根彎曲應(yīng)力——————→斷裂螺紋孔不正、被聯(lián)件表面不平、發(fā)生變形等。4、避免或減小附加載荷措施：墊圈、凸臺(tái)、沉孔等。5、合理的制造工藝

1)加工方法：碾制螺紋牙較車制強(qiáng)度↑30%；2)表面處理：噴丸、氮化等。整理課件螺栓組受力分析橫向力旋轉(zhuǎn)力矩軸向力翻轉(zhuǎn)力矩F=FA/z受拉受剪受拉受剪受拉螺栓受變載：緊聯(lián)接受F0和Fσa影響疲勞強(qiáng)度單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算受剪螺栓：松聯(lián)接：僅受F0：受靜載：F2=F+F1整理課件返回目錄前一頁后一頁退出例題3、圖示塔接板，用4個(gè)普通螺栓連接，每個(gè)螺栓危險(xiǎn)剖面面積為225mm2，作用在聯(lián)連板上的橫向外力F=18000N，接合面間的摩擦系數(shù)F=0.15，防滑系數(shù)KS=1.2，求螺栓承受的最小工作應(yīng)力。解：1）求每個(gè)螺栓施加的預(yù)緊力。2）求螺栓工作應(yīng)力整理課件例4如圖所示用兩個(gè)M10（小徑d1=8.376mm，中徑d2=9.026mm）螺釘固定一牽引鉤。若螺釘材料為Q235鋼，屈服極限σs=240MPa，安全系數(shù)取S=1.6,考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）KS=1.2，接合面摩擦系數(shù)?f=0.2，求其允許的牽引力FR。解：許用拉應(yīng)力螺釘數(shù)z＝2，接合面數(shù)m=1，根椐不發(fā)生滑移條件強(qiáng)度條件為整理課件返回目錄前一頁后一頁退出例題5、圖示凸緣聯(lián)軸器，用六個(gè)普通螺栓將兩半聯(lián)軸器相連，被聯(lián)軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min，傳遞的功率P=1.5kW，聯(lián)軸器接合面間摩擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料屈服極限σs=320Mpa，安全系數(shù)[S]=1.5，計(jì)算螺栓直徑。解：1）聯(lián)軸器所傳遞轉(zhuǎn)矩2）螺栓所承受的預(yù)緊力F0

整理課件返回目錄前一頁后一頁退出3）求許用應(yīng)力4）求螺栓直徑整理課件返回目錄前一頁后一頁退出例題6、氣缸蓋連接結(jié)構(gòu)如圖所示，氣缸內(nèi)徑D=250mm，為保證氣密性要求采用12個(gè)M18的螺栓，螺紋內(nèi)徑15.294mm、中徑16.376mm，許用拉應(yīng)力=120MPa，取剩余預(yù)緊力為工作拉力的1.5倍，求氣缸所能承受的最大壓強(qiáng)。解：1.單個(gè)螺栓所能承受的總的拉力2.單個(gè)螺栓所承受的工作力

F∑

整理課件返回目錄前一頁后一頁退出3.氣缸蓋所承受的總的拉力4.氣缸所能承受的最大壓強(qiáng)。整理課件例題7、板A用4個(gè)普通螺釘固定在機(jī)座B上，已知板與機(jī)座間摩擦系數(shù)=0.14，螺釘許用拉應(yīng)力[σ]=120MPa，F(xiàn)Q=2.5kN，要求能產(chǎn)生的摩擦力比工作負(fù)載大25%，試螺釘小徑。解：7aAB2a2aFQFQTFQ/4FQ/4FQ/4FQ/4F1整理課件TFQ/4FQ/4FQ/4FQ/4F1F1F1F1F根據(jù)不發(fā)生滑移條件：Z=1，m

=1d1=22.2mm整理課件作業(yè)5-5（補(bǔ)充條件：[τ]=100MPa，[σ]=150MPa）5-85-9實(shí)驗(yàn)：螺栓組合實(shí)驗(yàn)整理課件§5－9螺旋傳動(dòng)螺旋千斤頂返回目錄前一頁后一頁退出整理課件一、螺旋傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用1、應(yīng)用

螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。

2、傳動(dòng)形式：a)螺桿轉(zhuǎn)螺母移b)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺母固定）——用得多c)螺母轉(zhuǎn)螺桿移d)螺母又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定）——用得少返回目錄前一頁后一頁退出整理課件按用途分三類：1）傳力螺旋——舉重器、千斤頂、加壓螺旋特點(diǎn)：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖2）傳導(dǎo)螺旋——機(jī)床進(jìn)給匯杠—傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特點(diǎn)：速度高、連續(xù)工作、精度高3）調(diào)整螺旋——機(jī)床、儀器及測試裝置中的微調(diào)螺旋。特點(diǎn)：是受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)3、螺旋傳動(dòng)類型螺旋傳動(dòng)按摩擦副的性質(zhì)分：

1、滑動(dòng)螺旋：構(gòu)造簡單、傳動(dòng)比大，承載能力高，易于自鎖缺點(diǎn)：磨損快、壽命短，摩擦損耗大，傳動(dòng)效率低返回目錄前一頁后一頁退出整理課件2、滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)——摩擦性質(zhì)為滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動(dòng)體特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高（可達(dá)90%），起動(dòng)力矩小，傳動(dòng)平穩(wěn)缺點(diǎn)：不自鎖，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高。返回目錄前一頁后一頁退出3、靜壓螺旋——液體摩擦，靠外部液壓系統(tǒng)提高壓力油，壓力油進(jìn)入螺桿與螺母螺紋間產(chǎn)生壓力油膜。特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。整理課件某些零件的主要尺寸是通過理論計(jì)算確定的，其它尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或制造工藝決定的，必要時(shí)方進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。螺旋千斤頂作業(yè)任務(wù)書一、題目：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)整理課件項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案12345678910最大起重量F（kN）20253035404550556065最大起升高度H(mm)150160170180190200210220230240原始數(shù)據(jù)：二、工作量1）總裝配圖一張2）計(jì)算說明書一份返回目錄前一頁后一頁退出三、作業(yè)目的：1、熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法；2、運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決設(shè)計(jì)中所遇到的具體實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力；3、熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)和運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)，整理課件返回目錄前一頁后一頁退出四、步驟：1、選材2、耐磨性計(jì)算，確定螺紋直徑3、自鎖驗(yàn)算4、螺桿強(qiáng)度驗(yàn)算5、螺母螺紋牙強(qiáng)度驗(yàn)算6、螺母外徑及凸緣強(qiáng)度驗(yàn)算7、螺桿穩(wěn)定性計(jì)算8、手柄計(jì)算9、其他尺寸計(jì)算整理課件五、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。它的基本牙形按GB5796.1—86的規(guī)定。（2）選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。（3）確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距P及其它尺寸。耐磨性計(jì)算滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件：整理課件（4）自鎖驗(yàn)算自鎖條件是λ≤φv式中：λ為螺紋中徑處升角；φv為摩擦角（φv=tg-1fv），為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°（5）螺桿強(qiáng)度計(jì)算對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。螺桿的強(qiáng)度條件：式中，F(xiàn)為螺桿所受的軸向壓力（或拉力），T為螺桿所受的扭矩整理課件（6）穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定螺桿長度系數(shù)μ。壓桿的穩(wěn)定性要求螺桿的工作壓力F要小于臨界載荷Fcr傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋精密螺桿或水平安裝當(dāng)螺桿的柔度λs＜40時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。---臨界載荷，F(xiàn)cr按照螺桿的柔度λs選取μ、l、i、E、I的含義及數(shù)值見教科書P99頁。整理課件（1）螺母螺牙的強(qiáng)度計(jì)算螺牙上的平均壓力為：F/u（2）螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于支撐螺母，需要校核螺母本體的強(qiáng)度。其危險(xiǎn)截面a–a的剪切強(qiáng)度條件和彎曲強(qiáng)度條件分別為：2．螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算整理課件3．托杯、手柄及底座的設(shè)計(jì)計(jì)算見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書六、其它要求裝配圖作圖要求投影關(guān)系正確，位置安排適當(dāng)、留出標(biāo)題欄和明細(xì)表位置。線型粗細(xì)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和字體，都應(yīng)符合制圖規(guī)定。裝配圖應(yīng)注的尺寸包括：總體尺寸（長、寬、高）、安裝尺寸、工作性能尺寸及配合尺寸，配合尺寸應(yīng)標(biāo)出配合公差。零件明細(xì)表的內(nèi)容包括：件號(hào)、名稱（包括主要規(guī)格尺寸）、數(shù)量、材料（注出牌號(hào)）和備注（對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)注明該標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)）。整理課件2.設(shè)計(jì)說明書說明書的內(nèi)容包括：目錄，設(shè)計(jì)題目及已知數(shù)據(jù)，計(jì)算內(nèi)容及步驟，說明書的字跡要清楚整潔，計(jì)算裝確，步驟分明，計(jì)算過程要列出公式，代入數(shù)字并寫出結(jié)果，而中間的數(shù)字演算不必書寫。說明書的格式如下：整理課件1)螺紋和螺紋連接的基本知識(shí)。2)螺栓組連接的受力分析，主要是復(fù)雜受力狀態(tài)下的受力分析。3)單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算，主要是承受橫向載荷和軸向拉伸載荷的緊螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算。4)螺栓組連接的綜合計(jì)算，主要是三種情況：①校核螺栓組連接螺栓的強(qiáng)度；②設(shè)計(jì)螺栓組連接螺栓的直徑尺寸；③確定螺栓組連接所能承受的最大載荷。螺栓聯(lián)接受拉螺栓受剪螺栓松聯(lián)接：不擰緊，無預(yù)緊力F’，僅受工作載荷F緊聯(lián)接：需擰緊僅受預(yù)緊力F’同時(shí)