螺纹联接江苏大学机械设计

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1、机械设计第二篇联接Sunday,September19,2021联接的分类和意义静联接动联接可拆联接(螺纹联接、键联接）不可拆联接（铆接、焊接、胶接）联接的选择（根据使用要求与经济要求来选择、根据联接的加工条件和被联接零件的材料、形状和尺寸等）联接的设计要求1．强度条件（等强度条件）2．经济性3．刚度条件或紧密性条件机械设计第五章螺纹联接和螺旋传动Sunday,September19,2021第五章螺纹联接和螺旋传动§5-1螺　纹§5-2螺纹联接的类型和标准联接件§5-3螺纹联接的预紧§5-4螺纹联接的防松§5-5单个螺栓联接的强度计算§

2、5-6螺栓组联接的设计§5-7提高螺纹联接强度的措施一．常用螺纹§5-1螺　纹A·联接螺纹1．普通螺纹(粗牙细牙)2．管螺纹3·锥螺纹1．梯形螺纹3．矩形螺纹2．锯齿形螺纹B·传动螺纹二．螺纹参数大径d：公称直径中径d2：几何与配合小径d1：危险截面线数n：n≤4螺距P导程S：S=n*P旋向（左、右旋）牙型角α牙侧角β升角ψ§5-2螺纹联接的类型和标准联接件一．基本类型（请掌握各联接的特点及适用场合）1．螺栓联接普通螺栓联接（受拉螺栓联接）铰制孔用螺栓联接(受剪螺栓联接)2．双头螺柱联接（常拆场合）3．螺钉联接（不常拆场合）4．紧定螺

3、钉联接图例见下页★★普通螺栓既可用来承担轴向载荷也可用来承担横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。有间隙无间隙普通螺栓联接（受拉螺栓联接）铰制孔用螺栓联接(受剪螺栓联接)双头螺柱联接螺钉联接二．标准联接件1·精度等级：A、B、C（精度由高→低）A类用于要求配合精确、防止振动的重要场合B类用于受载大且常拆、调整或变载荷的场合C类用于一般的螺纹联接的场合2·常用的标准螺纹联接件（具体见书上表格P64～65）一．预紧目的1．增加联接可靠性2．增加联接紧密性§5-3螺纹联接的预紧二．拧紧力矩Tdo预紧力QP（书上为F0）dQ2.0

4、dDdDQf31)(tg2dQTTTp20203030pcv2p21≈--++=+=ryT1为螺旋副间的摩擦力矩T2为螺母与支承面间的摩擦力矩三．控制方法（控制预紧力QP的大小）一般Ｑp≤0.8σsA1●测力矩扳手●定力矩扳手●测量伸长量（QP=Δl*Cb）一．防松目的防松根本问题：防止螺旋副的相对转动二．防松方法：有三种（图例见下页）1．摩擦防松2．机械防松3．铆冲防松（破坏螺纹副）§5-4螺纹联接的防松●摩擦防松●机械防松★串联钢丝一．普通螺栓联接的强度计算D0QpQp/2§5-5单个螺栓联接的强度计算QP失效形式：螺纹部分的塑变或断

5、裂，危险截面为螺纹小径d1所对应的面积A=πd21/4设计准则：保证静强度或疲劳强度(一)松螺栓联接的强度计算（螺母不需要拧紧、在承受工作载荷前，螺栓不受力）强度条件式中d1—螺纹小径，mm[σ]—螺栓材料的许用拉应力，MPaF—轴向工作载荷，N(二)紧螺纹联接的强度计算（螺母需要拧紧、承受工作载荷前，螺栓受预紧力QP）1．仅受预紧力时紧螺栓联接①1.3的含义②危险截面在小径d1处③计算求得d1后应查标准d1,然后确定大径d如何求出预紧力Qp？实际中何种情况使用上述公式？问注意2．受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接A·单个螺栓受力变形图B·单

6、个螺栓受力变形线图式中书上为F2书上为F0书上为F1①Q≠Qp+F②掌握变形协调图提示★★求总拉力Q的二种情况：(1)由Q＝Q‘p+F求：当有刚性或紧密性要求时不产生缝隙至少Q’p>0推荐：★★受轴向变载荷（工作拉力）作用的紧螺栓联接的计算①为什么上述螺栓联接的强度计算仅对螺栓杆进行？②当工作载荷为变载荷时，强度计算如何进行？★★受轴向变载荷（工作拉力）作用的紧螺栓联接的强度计算：不仅要进行静强度计算，还要进行疲劳强度计算。问题二．铰制孔用螺栓联接的强度计算A·失效形式：1·螺栓杆剪断2·螺栓杆与被联接件孔壁的压溃1·剪切强度条件——螺杆

7、的2·挤压强度条件——联接的（公式的解释见下页）B·强度条件式中：如何正确理解联接的挤压强度公式？问注意：取Lmin及[σ]p小者代入计算投影面积A=d0*Lmin三．性能等级及许用应力◆联接件材料常用Q235103545冲击振动时15Cr40Cr30CrMnTi◆性能等级螺栓例如：4.65.66.8螺母◆许用应力有[s]、[t]、[s]p三种★★一般而言螺栓与螺母的性能要相配一．螺栓组联接的结构设计1．宜对称2．受力合理3．有合理的间距、边距4．尽量取偶数，且规格相同5．避免偏心§5-6螺栓组联接的设计凸台沉头孔●避免偏心二．螺栓组联接

8、的受力分析目的：找到受力最大的螺栓及其所受的力假设：①各螺栓规格相同②各螺栓预紧力相同③螺栓组中心与接合面形心重合④各螺栓在弹性限度内工作1．受横向载荷时：分两种情况A采用普通螺栓联接时（结合