常用螺紋參數(shù).ppt

1、3.0 導言 3.1 常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應用 3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.3 螺紋聯(lián)接的預緊和防松 3.4 螺栓的強度計算 3.5 螺栓聯(lián)接的結構設計,第3章 螺紋聯(lián)接,3.0導言,由于使用、制造、裝配、維修及運輸?shù)仍?，機器中的很多零件需要彼此聯(lián)接。,按被聯(lián)接零件之間在工作時是否有相對運動，聯(lián)接可分為動聯(lián)接和靜聯(lián)接兩大類。 導向平鍵和導向花鍵、鉸鏈等都是動聯(lián)接。 箱蓋與箱座之間所用的螺栓聯(lián)接、銷聯(lián)接等則屬于靜聯(lián)接，本篇主要討論靜聯(lián)接。,在機械設計中，通常所謂的聯(lián)接主要指靜聯(lián)接。,靜聯(lián)接又可分為可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接兩大類，即,3.1.1.螺紋的主要參數(shù),大經(jīng)d,小徑d1

2、,中經(jīng)d2,螺距P,導程S,升角l,牙型角a、牙型斜角b,3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應用,3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應用,左旋螺紋和右旋螺紋 單線螺紋和多線螺紋,螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯(lián)接和傳動。,螺紋的牙型,3.1.2、 螺紋的類型、特點和應用,三角形 矩形 梯形 鋸齒形,主要用于聯(lián)接,多用于傳動,普通螺紋,3.1.3 常用螺紋的特點及應用,管螺紋,矩形螺紋,梯形螺紋,鋸齒形螺紋,3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應用,1.螺栓聯(lián)接,3.2.1螺栓聯(lián)接的主要類型,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,2.雙頭螺柱聯(lián)接,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊

3、固件,3.螺釘聯(lián)接,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,4.緊定螺釘聯(lián)接,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,3.2.2螺紋緊固件,1.螺栓、螺柱、螺釘聯(lián)接件,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,2.緊定螺釘、螺母,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,3.墊圈,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件,3.2.3螺紋緊固件的材料及等級,螺紋緊固件有兩類等級: 1)產(chǎn)品等級 2)機械性能等級。,1.產(chǎn)品等級,產(chǎn)品的加工精度等級。 國家標準規(guī)定，螺紋緊固件分為三個精度等級，其代號為A、B、C。 A級精度最高，用于要求配合精確，防止振動等重要零件的聯(lián)接； B級精度多用于

4、受載較大且經(jīng)常裝拆或受變載荷的聯(lián)接； C級精度多用于一般的螺紋聯(lián)接。,2. 機械性能等級和材料,螺紋緊固件的常用材料為Q215、Q235、10、35和45號鋼，對于重要的螺紋緊固件，可采用15Cr、40Cr等。 對于特殊用途（如防銹蝕、防磁、導電或耐高溫等）的螺紋緊固件，可采用特種鋼或銅合金、鋁合金等。彈簧墊圈用65Mn制造，并經(jīng)熱處理和表面處理。,3.3.1 螺栓聯(lián)接的預緊,T=T1+T2=KF0d,擰緊時扳手力矩為,T可由測力矩扳手測定!,式中K為擰緊力矩系數(shù),可查表,3.3 螺紋聯(lián)接的預緊和防松,擰緊目的 1.提高聯(lián)接的緊密性 2.防止聯(lián)接松動 3.提高聯(lián)接件強度,擰緊工具,測力矩扳手,

5、3.3.2 螺栓聯(lián)接的防松,常用的防松方法:,摩擦防松,機械防松:,其他防松,彈簧墊圈,對頂螺母,尼龍圈鎖緊螺母,開口銷,帶翅墊片,止動墊片,3.3 螺紋聯(lián)接的預緊和防松,摩擦力防松：防松不可靠 防松原理 直接鎖?。悍浪煽煽?破壞螺紋副關系：不可拆卸,彈簧墊圈,對頂螺母,尼龍圈鎖緊螺母,開口銷,帶翅墊片,止動墊片,焊點法,沖點法,串聯(lián)鋼絲,3.4 螺栓的強度計算,螺栓聯(lián)接的強度計算是螺紋聯(lián)接設計的基礎。,根據(jù)聯(lián)接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。,設計準則：針對具體的失效形式，通過對螺栓的相應部位進行相應強度條件的設計計算（或強度校核）。,螺栓聯(lián)接的

6、計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標準選定螺紋的公稱直徑（大經(jīng)）d等。,3.4.1 普通螺栓聯(lián)接的強度計算,1.松螺栓聯(lián)接,強度條件：,設計公式：,式中為松聯(lián)接螺栓的許用拉應力（MPa）,查表,d1計算出后,再按標準查選螺紋的公稱直徑。,3.4 螺栓的強度計算,2.緊螺栓聯(lián)接,緊螺栓聯(lián)接有預緊力F，按所受工作載荷的方向分為兩種情況：,(1) 受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接,普通螺栓聯(lián)接,鉸制孔用螺栓聯(lián)接,在橫向工作載荷的作用下，被聯(lián)接件的接合面間有相對滑移趨勢，為防止滑移，由預緊力F所產(chǎn)生的摩擦力應大于等等于橫向工作載荷，即,3.4 螺栓的強度計算,引入可靠性系數(shù)c，整理得,式中 螺栓所受軸向預

7、緊力，N； c 可靠性數(shù)，取c=1.11.3； 螺栓聯(lián)接所受橫向工作載荷，N； f 接合面間的摩擦系數(shù)，對于干燥的鋼鐵件表面，取f=0.10.16； m接合面的數(shù)目。 ,當擰緊螺栓聯(lián)接時，螺栓的危險截面上受由預緊力F引起的拉應力和由螺紋副中摩擦力矩引起的扭切應力的復合作用。因螺栓材料是塑性的，復合應力可按第四強度理論計算，故螺栓的強度條件為,對于M10M68的普通螺紋，,，因此,由此可見，扭切應力對強度的影響在數(shù)學式上表現(xiàn)為將軸向拉應力增大30%，即,3.4 螺栓的強度計算,設計公式為,(2) 受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接,這種緊螺栓聯(lián)接常見于對緊密性要求較高的壓力容器中，如氣缸、油缸中的法蘭聯(lián)

8、接 。,設壓力容器內(nèi)的流體壓力為,螺栓數(shù)目為z，則缸體周圍每個螺栓承受的軸向工作載荷為F=,上圖所示的壓力容器的螺栓連接是受預緊力和軸向工作載荷的典型實例。,3.4 螺栓的強度計算,工作載荷作用前,工作載荷作用時,在工作載荷作用前，螺栓只受預緊力，接合面受壓力；,工作時，在軸向工作載荷F作用下，接合面有分離趨勢，該處壓力由減為，稱為殘余預緊力，同時也作用于螺栓，,因此，螺栓所受總拉力應為軸向工作載荷F與殘余預緊力之和，即,3.4 螺栓的強度計算,受力特點：螺栓受載前后不需預緊，橫向載荷靠螺栓桿與螺栓孔壁之間的相互擠壓傳遞。,擠壓強度條件,剪切強度條件,為保證聯(lián)接的緊固性與緊密性，殘余預緊力F應

9、大于零（推薦值）。,螺栓的強度校核與設計計算式分別為 和,3.4.2 受剪螺栓聯(lián)接的強度計算,3.4 螺栓的強度計算,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,要設計成軸對稱的幾何形狀。,3.5.1 螺栓組聯(lián)接的結構設計,螺栓的布置應使螺栓的受力合理,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,螺栓的布置應有合理的間距、邊距,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,同一組螺栓聯(lián)接中各螺栓的直徑和材料均應相同,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,避免螺栓承受偏心載荷,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,3.5.2提高螺栓聯(lián)接強度的措施 螺栓聯(lián)接的強度主要取決于螺栓的強度，提高螺栓強度有以下幾種措施：,改善螺紋牙間的載荷分配,內(nèi)斜螺母,環(huán)槽螺母,懸置螺母,3.5 螺栓組聯(lián)接的結構設計,減小螺栓的應力變化幅度,受變載荷作用的螺栓，其應力也在一定的幅度內(nèi)變動，減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度等皆可以使螺栓的應力變化幅