《机械设计概论Ch》PPT课件

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1、第五章螺纹联接与螺旋传动§5-1螺纹§5-2螺纹联接§5-3单个螺栓联接的强度计算§5-6螺旋传动§5-5提高螺栓联接强度的措施§5-4螺栓组联接受力分析与计算§5-0引言引言§5-0引言由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。机械零件之间的联接分为：被联接件之间相互完全固定。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。静联接：动联接：本课程介绍的联接主要是静联接。联接的类型：螺纹联接键联接、花键联接、销联接弹性环联接等铆接焊接粘接联接可拆联接不可拆联接过盈联接（介于两者之

2、间）§5-1螺纹§5-1螺　纹一、螺纹的主要参数大径d－－是螺纹的公称直径。小径d1－－常用于强度计算。中径d2－－常用于几何计算。螺距P－－相邻两螺纹牙上对应点间的轴向距离。导程S－－沿螺纹上同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S=nP。线数n－－螺纹的螺旋线数目。牙型角a－－在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。牙型斜角β－－在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂线之间的夹角。螺纹的类型螺纹升角y－－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。螺　纹二、螺纹的类型螺纹分为外螺纹内螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹左旋右

3、旋常用右旋效率较高，主要用于螺旋传动此外，还有管螺纹：主要用于管路的联接。按牙型的不同分为普通螺纹：矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹（详见表5－1）效率低，易自锁，多用于联接。详细介绍§5-2螺纹联接§5-2螺纹联接一、螺纹联接的基本类型受拉螺栓联接（普通螺栓联接）受剪螺栓联接（铰制孔用螺栓联接）1）螺栓联接2）双头螺柱联接3）螺钉联接4）紧定螺钉联接（详见表5－2）详细说明螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺纹联接件。在机械制造中常用螺纹联接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。虚拟现实中的螺纹联接

4、件螺纹联接的拧紧螺纹联接二、螺纹联接的拧紧大多数螺纹联接在装配时就已经拧紧，称之为预紧。预紧使联接中的零件所受的力称为预紧力，用F′表示。预紧的目的：增大联接的刚性；提高紧密性；防松。预紧力的控制：通常，通过控制拧紧力矩M来控制预紧力。预紧力和预紧力矩之间的关系：注意：对于重要的联接，尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。可采用测力矩扳手或定力矩扳手控制拧紧力矩。对于重要的螺栓联接，也可以通过控制螺栓的伸长量来控制预紧力。纹联接的防松螺纹联接三、螺纹联接的防松螺纹联接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击

5、、振动或变载荷作用下，或在温度变化较大的情况下，螺纹联接可能会产生松脱现象。防松的本质在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松方法分三类：（详见表5－3）摩擦防松机械防松永久止动详细说明§5-3单个螺栓联接的强度§5-3单个螺栓联接的强度计算本节以螺栓联接为代表，讨论强度计算问题，其方法和结论也适用于其他形式的螺纹联接。螺栓联接强度计算的目的是：确定防止失效所需的螺栓直径。联接的强度计算内容，根据其可能的失效形式而定。螺纹联接的受载形式基本分为：采用受拉螺栓可用受剪螺栓，也可用受拉螺栓。轴向载荷（沿轴线方

6、向）：横向载荷（⊥轴线方向）：下面按螺栓类型和受载形式的不同，分别讨论其强度计算方法。一、受剪螺栓联接的强度计算其主要失效形式为：螺栓被剪断孔壁被压溃受剪螺栓的强度2）螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：1）螺栓杆的剪切强度条件为：式中：Fs－螺栓所受的工作剪力（N）；ds－螺栓剪切面的直径（mm）；m－螺栓受剪面数；－螺栓的许用切应力，见表5－9。单个螺栓联接的强度计算式中：h－计算对象（即最小者）的挤压面高度（mm）；－计算对象的许用挤压应力（Mpa)，见表5－9。受拉螺栓的强度单个螺栓联接的强度计算二、受拉螺栓

7、联接的强度计算受拉螺栓联接松联接：不预紧的。紧联接：预紧的。1.松螺栓联接的强度计算工作中，松螺栓只受工作拉力F。强度条件为：设计式为：≥式中：d1－螺纹小径（mm）；－螺栓的许用拉应力（Mpa)。实例受拉螺栓的失效形式主要是：螺纹部分的塑性变形。螺杆的疲劳断裂。仅受预紧力的螺栓联接单个螺栓联接的强度计算2.紧螺栓联接的强度计算1）仅受预紧力F′的紧螺栓联接这种联接在拧紧的瞬间最危险，此时：F′引起的拉应力：此外，还有拧紧力矩M引起的切应力。经分析推导可知：按第四强度理论计算当量应力，则承受轴向载荷的紧螺栓联接

8、强度条件为：单个螺栓联接的强度计算设计式为：2）承受轴向载荷的紧螺栓联接如右图所示的气缸盖上的联接即属此种类型。虽然，这种螺栓是在受预紧力F′的基础上，又受工作拉力F。但是，螺栓的总拉力。为什么？承受轴向载荷的紧螺栓2预紧时受工作载荷后F″－剩余预紧力螺栓：被联接件：螺栓的总拉力为单个螺栓联接的强度计算bFdµ¢承受轴向载荷的紧螺栓3可用载荷变形图分析各力之间的关系。螺栓的刚度：Cb被