02 screw joints.ppt

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1、§2-1螺纹类型和螺纹联接的主要类型§2-2螺纹联接的拧紧和防松§2-3螺纹联接的计算§2-4螺栓组联接的受力分析§2-5提高螺栓联接强度的措施螺纹联接设计实例第二章螺纹联接§2-1螺纹类型和螺纹联接的主要类型螺纹类型及主要参数螺纹联接的主要类型螺纹的类型三角形螺纹；矩形螺纹；梯形螺纹；锯齿形螺纹；管螺纹；大径d小径d1中径d2螺距P螺纹头数n导程S=np螺纹升角牙型角a、牙侧角b左旋螺纹、右旋螺纹螺纹主要参数（以圆柱螺纹为例)(左旋螺纹和右旋螺纹左旋右旋螺纹联接通常有以下几种形式（表2—1）螺栓联接双头螺柱联接螺钉联接紧定螺钉联接1.螺栓连接

2、螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件受拉螺栓受剪螺栓2.螺钉联接螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件3.双头螺柱联接螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件4、紧定螺钉联接螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件轿车机床摩托车飞机机翼发动机气缸化工管道自行车锁紧螺母汽车轮胎螺纹联接应用简介§2-2螺纹联接的拧紧和防松一、螺纹联接的拧紧1.拧紧的目的：螺纹联接拧紧能增强联接的刚性，增加紧密性和提高防松能力。对于受拉螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受剪螺栓联接，有利于增大联接的摩擦力。2.二、螺纹联接的防松防松的必要性在静载荷下，螺纹联接能满足自锁条件：导

3、程角小于当量摩擦角。在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化较大时，联接有可能松动，甚至松开，容易发生事故。所以，在设计螺纹联接时，必须考虑防松问题。防松的根本问题防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。3.防松的方法根据工作原理来划分，有利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种方法。1螺栓联接的失效形式和计算准则螺栓联接的性能等级、材料和许用应力受拉螺栓联接的强度计算受剪螺栓联接的强度计算§2-3单个螺栓联接的计算一、螺栓联接的失效形式和计算准则2、受剪螺栓其失效形式为螺栓杆的剪断；栓杆或被联接件孔接触表面的的挤压破坏。因此其计算准则为:1、受拉

4、螺栓其失效形式为螺栓杆的断裂或塑性变形，以及栓杆疲劳断裂。因此其计算准则为:另外：还可能发生螺纹牙损坏，螺母及垫圈的损坏。由于螺栓联接是标准件联接，其它零件采用等强度尺寸，因此不需要进行计算。（螺栓损坏统计图图2-3）二、螺纹联接件的性能等级、材料和许用应力A、表2-4为螺纹联接件的性能等级和推荐才料。机械工程中常用4.6等级（一般用途）B、表2-5为受拉螺栓联接的许用应力工程上不控制预紧力情况较多C、表2-6为受剪螺栓联接的许用应力三、受拉螺栓联接的强度计算1.松螺栓联接dc当量直径2.紧螺栓联接（1）只受预紧力的紧螺栓（2）既受预紧力又受轴向

5、工作载荷联合作用的紧螺栓实例分析：1.单缸四冲程内燃机组成：见右图气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮9功用：热能机械能活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程：0-1本课程研究的对象和内容工作过程模拟力—变形关系由螺栓的力—变形关系图，可知螺栓所受的总拉力F0、预紧力F′、残余预紧力F″和工作拉力F之间的关系如下：式中C1——螺栓刚度；C2——被联接件刚度；Kc=C1/（C1+C2）——螺栓相对刚度系数。

6、其中F″称为残余预紧力，由不离缝条件来确定.不离缝条件为残余预紧力F″>0。考虑到可靠性，余预紧力F″具体取值如下：当工作载荷F不变时：F″=（0.2~0.6）F当工作载荷F变化时：F″=（0.6~1.0）F对于压力容器：F″=（1.5~1.8）F当工作拉力F为动载荷（0~F~0~F）时，螺栓所受总拉力是变化的（F′~F0~F′~F0）。拉力变化的幅度称为拉力幅Fa，由图可知Fa计算公式如下预紧力和工作载荷联合作用的紧螺栓强度条件为：（工作载荷F不变）（工作载荷F变化）BACK四、受剪螺栓联接动画模拟§2-4螺栓组联接的受力分析一、任务和假设二、

7、受拉螺栓组联接受力分析三、受剪螺栓组联接受力分析一、任务和假设螺栓组受力分析的任务：找出联接中受力最大的螺栓，计算其工作载荷。基本假设：1.被联接件是刚体.2.螺栓的变形在弹性范围内.3.各螺栓的拉伸刚度以及剪切刚度相同（材料、直径和长度均相同）4.各螺栓预紧力相同1.受轴向力的螺栓组联接（Fz)：教材P30,图2-9二、螺栓组联接受力分析（1）采用受拉螺栓联接2.受横向力的螺栓组联接(FR)（2）采用受剪螺栓联接3.受旋转力矩的螺栓组联接（T）（1）采用受拉螺栓动画模拟注意：横向力和旋转力矩对于螺栓联接而言均属横向载荷，在横向载荷作用下，螺栓联

8、接的受力分析有如下特点:（1）联接是靠摩擦力传递载荷，预紧力由不滑移条件来确定；（2）各螺栓受力相等，均为预紧力，而且加载前后保持不变。