连接与弹簧资料课件.ppt

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1、第11章连接与弹簧ConnectionsandSprings湖南大学莫富灏重难点重点：（1）螺纹连接的预紧及放松；（2）螺栓连接的设计与强度计算；（3）键连接的类型及强度校核。难点：（1）紧螺栓连接的设计及强度计算；（2）普通螺旋传动的计算。教学内容11.1螺纹连接及螺旋传动11.2键、花键、销连接11.3其他连接11.1螺纹连接及螺旋传动螺纹的形成螺旋线：将一直角三角形沿底边与一圆柱体底面圆周复合而绕在圆柱体上,则其斜边在圆柱体表面形成一条螺旋线。螺纹：一个平面图形K沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆

2、柱体轴线YY-这样就形成了螺纹。改变平面图形K，可得到三角形、矩形、梯形、锯齿形、管螺纹等。图11-2螺纹图11-1螺旋的形成左旋螺纹螺旋线数目右旋螺纹平面图形形状（牙形）三角形梯形螺旋线旋向螺纹单线螺纹工作性质连接用螺纹传动用螺纹锯齿形等多线螺纹11.1.1螺纹的类型与参数螺纹分布表面外螺纹内螺纹矩形大径d—与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，亦称公称直径；小径d1—与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，常用于强度校核；中径d2—在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径；螺距P—相邻两牙在中径

3、圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离；导程L—同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离；线数n—螺纹螺旋线数目，一般n≤4，螺距、导程、线数关系：L=nP；牙型角α—螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角；螺旋升角ψ—中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的夹角。图11-3螺纹参数11.1.1螺纹的类型与参数螺纹拧紧－滑块沿斜面等速上升；螺纹拧松－滑块沿等速下滑。螺旋副摩擦=>斜面摩擦πd2LvFaF则拧紧时所需驱动力及力矩：螺纹副（螺旋副）—外螺纹与内螺纹旋合而组成。11.1.2

4、螺纹的受力分析与自锁FaFFRFnfFnFaFFRρψψΨ+ρ图11-4矩形螺纹副受力分析ad2FaFπd2Lvd2FaF同理，拧松螺母所需平衡力及力矩：11.1.2螺纹的受力分析与自锁FaFFRfFnFnΨ-ρΨΨρFaFFRFaFF为负值，得螺纹副自锁条件：图11-4矩形螺纹副受力分析b11.1.2螺纹的受力分析与自锁Fn=Fa将非矩形螺纹法向力的增加看成摩擦因素增加，则：Fn=Fa/cosßFa图11-5矩形螺纹Fa图11-6非矩形螺纹螺纹加工方法攻丝和套丝螺纹车削螺纹滚压螺纹数控铣削生产效率高

5、,螺纹精度高,但需专用设备,设备投资大；加工精度比较高,主要用来加工尺寸较大的螺纹；加工精度和效率具有极大优势,且加工时不受螺纹结构和旋向的限制。生产效率高，主要用于大批量生产标准紧固件和其他螺纹连接件的外螺纹；11.1.3螺纹制造工艺及装备简介此外，还有螺纹磨削等加工方法。图11-6套丝图11-7车削螺纹连接的基本类型螺纹连接螺栓连接普通螺栓连接铰制孔用螺栓连接双头螺柱联接螺钉联接紧定螺钉联接11.1.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件其他螺纹连接地脚螺栓主要应用于将机座或机架固定在地基上。吊环螺钉主

6、要装在机器或零部件的顶盖或外壳上，以便于对设备实施起吊。T型槽螺栓主要用于工装设备中的工装零件与工装机座的连接。螺纹连接的基本类型11.1.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件等…（a）地脚螺栓（b）吊环螺钉（c）T型槽螺栓图11-8其他螺纹连接螺纹紧固件类型繁多，多已标准化；设计时可以根据有关标准选用。（2）双头螺柱双头螺柱旋入被连接件螺纹孔的一端称为座端,另一端为螺母端。（1）螺栓螺栓的头部形状有六角头、方头、沉头、半圆头等多种形式，其中六角头螺栓最常用。螺纹紧固件11.1.4螺纹连接的基本类型及螺纹

7、紧固件图11-9六角头螺栓图11-10双头螺柱（3）螺钉头部形状有圆头、扁圆头、六角头、圆柱头和沉头等。头部起子槽有一字槽、十字槽和内六角孔等形式。（4）紧定螺钉紧定螺钉常用的末端形式有锥端、平端和圆柱端等各种形状。螺纹紧固件11.1.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件（5）自攻螺钉图11-11螺钉图11-12紧定螺钉图11-13自攻螺钉（6）螺母螺母的形状有六角形、圆形等,最常用的为六角形。（7）垫圈垫圈常放在螺母与被连接件之间,其作用是减小接触处压强和避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表面。螺纹紧固件11

8、.1.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件图11-14螺母（a）六角形（b）圆形图11-15垫圈大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。为保证工作能力和预紧可靠，螺纹联接件的预紧应力一般不超过材料屈服极限的80％。预紧力：预紧力的确定原则：预紧目的：（1）螺纹预紧11.1.5螺纹的预紧及防松小直径螺栓装配时应施加小的拧紧力矩，