机械设计基础 第10章 连接ppt课件.ppt

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1、主要内容:螺旋副的自锁条件及效率分析螺纹及螺纹联接基本类型螺纹联接的预紧和防松螺栓联接的受力分析及强度计算螺旋传动本章重点:螺旋副的自锁条件及效率分析螺栓联接的受力分析及强度计算本章难点:螺栓联接的受力分析及强度计算第十章联接第十章联接(螺纹联接)前言§10-1螺纹参数§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁§10-3机械制造常用螺纹及标准§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件§10-5螺纹联接的预紧和防松§10-6螺栓联接的强度计算§10-7螺栓的材料和许用应力§10-8提高螺栓联接强度的措施§10-9螺旋传动

2、机械零件(制造单元)→构件(运动单元)→机构→机器静联接动联接零件联接前言:被联接件联接件联接机械静联接→可拆联接→螺纹、键、销分类不可拆联接→焊、粘、铆机械动联接→运动副螺内螺纹纹外螺纹螺旋副→螺纹联接(静联接→构件)螺旋传动(动联接→机构)联接§10-1螺纹参数(一)螺纹的形成：螺旋线的形成三角形螺纹梯形螺纹锯齿形形螺纹§10-1螺纹参数(一)螺纹的形成：螺纹的类型§10-1螺纹参数(一)螺纹的形成：①顺时针旋进→右旋②以轴线为基准(外)→判断方法右旋左旋→判断方法旋向单头→联接多头→传动线数二．螺纹参数：

3、n=1n=2n=3(二)螺纹参数：大径ｄ：与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱的直径；小径ｄ1：与外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱的直径；中径ｄ2：牙型沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱的直径；§10-1螺纹参数注：外螺纹小写字母表示，内螺纹大写字母表示α（牙型角）;β(牙側角);φ（升角）；§10-1螺纹参数(二)螺纹参数：螺距P：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离；导程Ph：同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离Ph＝nP；Phtgφ＝nP／πｄ230°梯形3°30°锯齿形矩形6

4、0°普通牙型:α=60°β＝30°α=30°β＝15°β工＝3°,β非＝30°α=0°β＝0°矩形非矩形牙α=60°型α=30°α=33°α=0°→→在轴向载荷下相对运动S(np)内螺纹外螺纹拧紧、加载、顶起重物相对运动→联接传动→螺旋副FFa→将螺旋线沿中径展开§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁→滑块(重物)在斜面运动分析:1.当匀速上升:ρFaFFnFRFfφFaFFRφ+ρFR与Fn夹角→摩擦角ρ:tgρ＝f＝Ff/Ｆn∴ＦR与Ｆa夹角＝φ＋ρ加载Ｆa(轴向力,自重,阻力)作用在螺旋副上的驱动力矩：(

5、10-2b)∴Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ)(10－2a)→合反力FRV∵(滑块)合力＝０→法向反力Fn(⊥斜面)施加水平推力Ｆ→摩擦阻力:f·Fn=Ff一．矩形螺纹:(α=0○)→→施加水平支持力Ｆ(匀速下滑)当Ｆ＝０→Ｆ＜０→自锁条件：滑块在斜面运动状态不变作用力Ｆ与假设力的方向相反→推力Ｆ≤０→φ≤ρ(10-3b)ρFaFFnFRFfφFaFFRφ－ρ→无论Ｆa多大，滑块不会自动下滑→自锁2.当匀速下降:二．非矩形螺纹牙侧角β不为零，略去螺纹升角的影响摩擦阻力：结论：法向压力比矩形螺纹大→将ρ→ρ′(当量摩擦角

6、)tgρ′＝f/cosβ=f′(10-4)(当量摩擦系数)α(β)↑ρ′↑→φ↑→匀速上升:Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ′)(10-5a)匀速下降:Ｆ＝Fa·tg(φ－ρ′)(10-6a)(10-6b)(10-5b)自锁条件：φ≤ρ′(10-7)αβ要自锁好→α(β)↑,φ↓(单头)自锁性↑自锁性↓二．非矩形螺纹(10-8)S要效率高→过大，制造困难/ρ′－当量摩擦角,φ－升角η＝有效功／输入功＝Ｆa·Ph／（Ｆπｄ2）＝Ｆa·πｄ2tgφ/[Ｆa·tg(φ＋ρ′)πｄ2]要自锁好→α↑φ↓(单);要效率高→α↓φ

7、↑(多)→α↓,φ↑(多头)φ↑,ρ′↓φη三.效率:当匀速上升:联接(自锁)传动（效率高）1.三角形普通螺纹(M)螺纹(联接)管螺纹→α＝60°、55°→紧密螺旋副ρ′↑→α↑φ↓→单线ｎ=1ρ′↓→α↓φ↑→多线ｎ＞１→α＝60°,β=30°§10-3机械制造常用螺纹及标准→紧固→联接(单线、α大)(粗,细)普通螺纹粗牙螺纹细牙螺纹大径d作为公称直径GB/T196-2003§10-3机械制造常用螺纹及标准管螺纹普通细牙螺纹用螺纹密封的管螺纹非螺纹密封的管螺纹60°圆锥管螺纹60°圆锥管螺纹梯形螺纹Tr→α＝

8、30°,β＝15°（GB/T5796.3-2005）锯齿形螺纹S→β工＝3°,β非＝30°（单方向载荷）矩形螺纹→α＝０°→α小、φ大→多线2.传动螺纹→效率高例题10-1（P142）§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件C1e普通螺栓图(10－9,a)铰制孔用螺栓联接图(10－9,b)一．螺纹联接基本类型d0螺栓联接螺钉联接图(10－10,a)双头螺柱联接图(10－10,b)紧定螺钉