机械原理与机械设计 下册 第2版 教学课件 作者 张策 第十四章 螺栓紧固件连接.ppt

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1、第一节概述第二节螺纹紧固件及连接类型第三节螺纹紧固件连接的预紧与防松第四节单个螺栓连接的强度计算第五节螺栓组连接的结构设计与强度设计第六节提高紧固螺纹连接强度的措施第十四章螺纹连接螺纹的主要参数常用螺纹第一节　概述§5-1螺纹大径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－中径线上，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。螺纹螺纹的主要参数牙型高度h－牙顶和牙底间

2、垂直于轴线的距离螺纹旋向分左旋和右旋，常用右旋螺纹螺纹升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。按轴向剖面形状（螺纹的牙型）三角形螺纹：常用于连接，常用于传动，单向受载常用于传动梯形螺纹：锯齿形螺纹：按螺旋线数目分单头螺纹：多头螺纹：常用于连接，常用于传动按螺旋线绕行方向分左旋右旋（常用）常用螺纹螺纹左旋右旋螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料及精度第二节螺纹紧固件及连接类型1.螺栓联接螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料和精度螺纹连接一、螺纹连接的类型2.双头螺柱联接工作原理：螺栓受拉力，承受外载应用：被联接件较厚，且常拆

3、卸处螺纹连接3.螺钉联接工作原理：螺栓受拉承受外载应用：一被联件较厚，但不常拆卸处螺纹连接4.紧定螺钉联接工作原理：靠承受外载应用：薄壁件联接螺纹连接螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈、防松零件等标准化螺钉、螺母、垫圈二、螺纹紧固件螺纹连接按公差等级分成A、B、C三级。A级的公差等级最高,C级公差等级较低螺栓、螺母、螺钉和双头螺柱的常用材料有Q215、Q235、35和45钢。螺纹联接件实物1.螺栓联接螺纹连接的预紧及其控制螺纹连接一、螺纹连接的类型拧紧目的：提高螺栓联接刚性、紧密性、紧固性要求；以及防松拧紧力矩和预紧力预紧：安装

4、时将螺母拧紧，使联接受到一定的预紧力。螺纹间摩擦力矩支承面处与螺母间摩擦力矩拧紧力矩T第三节螺纹紧固件连接的预紧与防松螺纹连接T2=fcF/rfF/—预紧力;d2—螺纹中径;/—当量摩擦角;fc—螺母与被联接件支承面间摩擦系数,无润滑时取fc＝0.15；rf—支承面摩擦半径rf≈(D1+d0)/4；式中D1、d0—螺母支承面的外径、内径。螺纹连接注意：对于重要的联接，尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。简化计算：对M10－M68的粗牙普通螺纹取f/=tg/=0.15，fc＝0.15得：T≈0.2F/dN.mm控制拧紧力

5、矩方法1）拧紧程度——通常由经验控制2）重要联接——根据联接要求决定计算出T的值。在拧紧时用侧力矩扳手或定力矩扳手控制T按T计算式螺纹连接使用测力矩扳手测力矩扳手原理：利用弹性件的变形量正比于拧紧力矩的原理，借助手柄上的指针指示刻度扳上拧紧力矩值,以控制F’。使用定力矩扳手定力矩扳手原理：当拧紧力矩超过规定值时，弹簧压缩，卡盘与圆柱销之间打滑，如果继续转动手柄，卡盘不再回转，拧紧力矩的大小可用螺钉调整弹簧压力来加以控制。螺纹连接1、螺纹联接多采用单线普通螺纹，一般都具有自锁性；2、在静载荷和工作环境温度变化不大的情况下不会自动

6、松脱。但在振动、冲击、变载荷或温度变化很大时，3、联接就有可能松脱。为保证联接安全可靠，设计时必须考虑放松问题。防松方法：摩擦防松机械防松永久止动螺纹连接的防松螺纹连接受拉螺栓连接的强度计算铰制孔螺栓（受剪螺栓）连接的强度计算螺纹连接件的许用应力第四节　单个螺栓连接的强度计算§5-3单个螺栓联接的强度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

7、栓，也可用受拉螺栓。轴向载荷（沿轴线方向）：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。单个螺栓连接的强度计算受拉螺栓的强度一、受横向工作载荷的受拉螺栓连接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。受拉螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算1）仅受预紧力F′的紧螺栓联接Fs为横向工作载荷；s为被连接件结合面间的摩擦因数，m为结合面个数；K为可靠性因子，通常K＝1.1～1.3F′引起的拉应力：拧紧力矩M引起的切应力经分析推导可知：仅受预紧力的螺栓联接按第四强度理论计算当

8、量应力，则单个螺栓连接的强度计算强度条件为：设计式为：——验算用——设计用。查手册，选螺栓当s＝0.15、m＝1、K＝1.2时，则F＝8Fs。可见，要想传递一定的外载荷，需在螺栓上施加8倍于外载荷的预紧力，这将导致螺栓与连接的结构尺寸过大。为避免上述缺点可采用减载装置，如