机械设计基础电子教案教学全套课件(张建中)螺纹联接.ppt

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1、§3.0导言§3.1常用螺纹的主要参数、类型特点和应用§3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件§3.3螺纹联接的预紧和防松§3.4螺栓的强度计算§3.5螺栓联接的结构设计第3章螺纹联接3.0导言由于使用、制造、装配、维修及运输等原因，机器中的很多零件需要彼此联接。按被联接零件之间在工作时是否有相对运动，联接可分为动联接和静联接两大类。导向平键和导向花键、铰链等都是动联接。箱盖与箱座之间所用的螺栓联接、销联接等则属于静联接，本篇主要讨论静联接。在机械设计中，通常所谓的联接主要指静联接。静联接又可分为可拆联接和不可拆联接两大类，即3.1.1.螺纹的主要参数大经d小径d1中经d2螺距P导程S升角l牙

2、型角a、牙型斜角b3.1常用螺纹的主要参数、类型特点和应用3.1常用螺纹的主要参数、类型特点和应用左旋螺纹和右旋螺纹单线螺纹和多线螺纹螺纹分为内螺纹和外螺纹，二者共同组成螺纹副用于联接和传动。螺纹的牙型3.1.2、螺纹的类型、特点和应用三角形矩形梯形锯齿形主要用于联接多用于传动牙型图点击查看。普通螺纹3.1.3常用螺纹的特点及应用管螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹3.1常用螺纹的主要参数、类型特点和应用1.螺栓联接3.2.1螺栓联接的主要类型3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件点击观看动画2.双头螺柱联接点击观看动画3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件3.螺钉联接点击观看动画3.2螺纹联接的类型和

3、螺纹紧固件4.紧定螺钉联接点击观看动画3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件3.2.2螺纹紧固件1.螺栓、螺柱、螺钉联接件3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件2.紧定螺钉、螺母3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件3.垫圈3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件3.2螺纹联接的类型和螺纹紧固件3.2.3螺纹紧固件的材料及等级螺纹紧固件有两类等级，一类是产品等级，另一类是机械性能等级。1.产品等级产品等级表示产品的加工精度等级。根据国家标准规定，螺纹紧固件分为三个精度等级，其代号为A、B、C。A级精度最高，用于要求配合精确，防止振动等重要零件的联接；B级精度多用于受载较大且经常装拆或受变载荷的联接；C级精度多用于

4、一般的螺纹联接。2.机械性能等级和材料螺纹紧固件的常用材料为Q215、Q235、10、35和45号钢，对于重要的螺纹紧固件，可采用15Cr、40Cr等。对于特殊用途（如防锈蚀、防磁、导电或耐高温等）的螺纹紧固件，可采用特种钢或铜合金、铝合金等。弹簧垫圈用65Mn制造，并经热处理和表面处理。一般螺纹联接在装配的时候都必须拧紧，以增强联接的可靠性、紧密性和防松能力。3.3.1螺栓联接的预紧对于一般联接，可凭经验来控制预紧力F0的大小，但对于重要的联接就要严格控制其预紧力。T=T1+T2=KF0d拧紧时扳手力矩为T可由测力矩扳手测定!式中K为拧紧力矩系数,可查表螺纹预紧的受力分析3.3螺纹联接

5、的预紧和防松3.3.2螺栓联接的防松联接中常用的单线普通螺纹和管螺纹在冲击、震动或变载荷的作用下容易产生松脱现象。螺纹联接放松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。常用的防松方法:摩擦防松机械防松:其他防松弹簧垫圈对顶螺母尼龙圈锁紧螺母开口销带翅垫片止动垫片3.3螺纹联接的预紧和防松3.4螺栓的强度计算螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。根据联接的的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和受剪螺栓，两者失效形式是不同的。设计准则：针对具体的失效形式，通过对螺栓的相应部位进行相应强度条件的设计计算（或强度校核）。螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大

6、经）d等。3.4.1普通螺栓联接的强度计算1.松螺栓联接强度条件：设计公式：式中[σ]为松联接螺栓的许用拉应力（MPa）,查表d1计算出后,再按标准查选螺纹的公称直径。3.4螺栓的强度计算2.紧螺栓联接紧螺栓联接有预紧力F′，按所受工作载荷的方向分为两种情况：(1)受横向工作载荷的紧螺栓联接普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接在横向工作载荷的作用下，被联接件的接合面间有相对滑移趋势，为防止滑移，由预紧力F′所产生的摩擦力应大于等等于横向工作载荷，即3.4螺栓的强度计算引入可靠性系数c，整理得式中——螺栓所受轴向预紧力，N；c——可靠性数，取c=1.1～1.3；——螺栓联接所受横向工作载荷，N；

7、f——接合面间的摩擦系数，对于干燥的钢铁件表面，取f=0.1～0.16；m——接合面的数目。当拧紧螺栓联接时，螺栓的危险截面上受由预紧力F′引起的拉应力σ和由螺纹副中摩擦力矩引起的扭切应力τ的复合作用。因螺栓材料是塑性的，复合应力可按第四强度理论计算，故螺栓的强度条件为对于M10～M68的普通螺纹，，因此由此可见，扭切应力对强度的影响在数学式上表现为将轴向拉应力增大30%，即3.4螺栓的强度计算设计公式为(2)受轴向工作载荷的紧螺