同济大学机械设计教案篇联接概述

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1、同济大学《机械设计》第二篇联接一．联接的作用构件机构需要联接---运动副零件构件需要联接二．分类1.动联接：两构件之间的联接，构成运动副。2.静联接：同一构件上零件之间的联接。可拆联接例：螺纹、键、花键、销等静联接不可拆联接例：铆接、焊接、胶接过盈配合联接3.联接类型的选用第五章螺纹联接第0节概述y一．螺纹的形成dd2d1at二．螺纹的基本参数1.大径d----例：公称直径M162.小径d13.中径d24.螺距t5.升角y四．螺纹类型：38JXSJ同济大学《机械设计》1.按旋向分：左旋和右旋。见形成2.按配对分：内螺纹和外螺纹。3.按轴剖面形状分：1)三角螺纹a.粗牙螺纹

2、b.细牙螺纹2)管螺纹a.圆柱管螺纹b.圆锥管螺纹3)矩形螺纹4)梯形螺纹5)锯齿形螺纹38JXSJ同济大学《机械设计》38JXSJ同济大学《机械设计》第0节螺纹联接的主要类型、材料一．螺纹联接的基本类型38JXSJ同济大学《机械设计》1.螺栓联接1)受拉（普通）螺栓联接.2)受剪（铰制孔）螺栓联接2.双头螺柱联接3.螺钉联接4.紧定螺钉联接38JXSJ同济大学《机械设计》二．螺纹紧固件的性能等级和材料国标规定螺纹紧固件机械性能分级1.螺栓、螺柱、螺钉的性能分为十级：精度等级3.64.6、4.8、5.6、5.8、6.88.8、9.810.912.9常用材料低碳钢低碳钢或中

3、碳钢中碳钢或低碳合金钢中碳钢或低碳合金钢合金钢2.机械强度与性能等级关系：sBmin=100×点前数字ssmin=10×(点前数字×点后数字)例：3.6级螺栓：sBmin=100×点前数字=100×3=300(Mpa)ssmin=10×(点前数字×点后数字)=10×(3×6)=180(Mpa)3.螺母性能等级：根据螺母高度m不同，分为两类螺母高性能等级m≥0.8D4、5、6、8、9、10、120.5D≤m<0.8D04、054.机械强度与性能等级关系：FFsBmin=100×级别例：级别为6的螺母：sBmin=100×级别=100×6=600(Mpa)三．许用应力与安全系

4、数第1节单个螺栓联接的受力分析和强度计算(螺纹联接的强度计算)一．受拉螺栓联接38JXSJ同济大学《机械设计》1.失效形式：主要为螺栓断裂2.设计准则：保证螺栓静强度和疲劳强度。3.受力分析与强度计算1)受拉松螺栓联接力分析与强度计算a)受力分析:螺栓中受力Fb)强度计算s=F/A=4F/pd12≤[s]校核式38JXSJ同济大学《机械设计》d1=(4F/p[s])1/2设计式38JXSJ同济大学《机械设计》一．螺栓联接的拧紧1.拧紧的目的1)增强联接的可靠性和紧密性。例：汽缸缸盖的拧紧2)提高疲劳强度2.拧紧力和预紧力矩的关系3.拧紧力矩的控制1)目的：防止F'过大拧断

5、螺栓dLF例：对于标准扳手，L=15d，设拧紧时扳手力为F=200N.则：F'=T/0.2d=200´15d/0.2d=15000N如果螺栓小于M12可能被拧断。2)方法a)测力矩扳手、b)定力矩扳手、c)测量螺栓伸长量螺纹联接的防松1.防松的目的y=1042'～302'

6、对顶螺母防松c.弹性垫片防松d.金属锁紧螺母防松e.尼龙圈锁紧螺母防松2)机械防松f.开口销与槽形螺母防松g.止动垫片防松h.串联钢丝绳防松3)破坏螺旋副i.点焊防松j.冲点防松k.胶接防松38JXSJ同济大学《机械设计》FR/2FR/2FRF'2)受拉紧螺栓联接a.仅受预紧力的紧螺栓联接¨受力分析拉力：F'拧紧力和预紧力矩的关系F'd0T1TT2F'/2F'/2F'/2F'/2D0T=T1+T2式中：T1=F'tg(y+ru)d2/2T2=F'm(D13-d03)/3(D12-d02)代入得：T=[tg(y+ru)d2/2d+2m(D13-d03)/3d(D12-d02

7、)]F'd]对于M10～M68的螺栓，将尺寸代入，并取m=0.15则：T≈0.2F'd¨强度计算拉应力：s=4F'/pd12扭转剪应力：t=T1/pd13/16对于M10～M68的钢制螺栓，tg(rv)≈0.17，l≈2.80，d2/d1=1.04～1.08代入t得：t≈0.5s等效应力：sca=(s2+3t2)1/2≈1.3s≤[s]校核式F'F'd1d2变形即：4×1.3F'/pd12≤[s]d1≥(4×1.3F'/[s]p)1/2设计式结论：仅受预紧力的螺栓联接可以按拉伸计算，但须将拉应力放大30%.F'd1d2变形b.