第5章螺纹联接和螺旋传动课件.ppt

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1、第五章螺纹联接和螺旋传动一、螺纹(thread)1、螺纹的形成2、螺纹的类型①按平面图形分牙根强度工艺性适用场合三角形螺纹(triangularthread)最大好联接矩形螺纹(rectanglethread)小差传动梯形螺纹(trapezoidalthread)较大好传动锯齿形螺纹(sawtooththread)较大好传动管螺纹(pipethread)联接②按螺线的绕行方向分左旋螺纹(left-handthread)右旋螺纹(right-handthread)③按螺纹线数分单线螺纹(single-thread)——用于联接双线螺纹(double-thread)——用于传动三线螺纹(trip

2、le-thread)——用于传动多线螺纹——用于传动3、主要参数大径d——公称直径(nominalthread)小径d1——危险剖面直径,强度计算直径中径d2——轴线剖面上的假想直径线数n——螺旋线数目螺距P(threadpitch)导程S(lead)S=nP升角ψ(leadangle)牙型角牙侧角工作高度h二、螺纹联接的基本类型1、螺栓(bolt)联接普通螺栓(generalbolt)联接铰制孔螺栓(reamerbolt)联接2、双头螺柱(stud,double-endbolt)联接3、螺钉(screw)联接4、紧定螺钉(setscrew)联接5、特殊用螺钉联接地脚螺钉(foundat

3、ionbolt)联接吊环螺钉(eyebolt)联接6、标准螺纹联接件螺栓、螺柱、螺钉、紧定螺钉自攻螺钉、螺母、垫圈三、螺纹联接的预紧和防松(一)螺纹副受力分析1、矩形螺纹① 物体沿斜面匀速上升F0RFF0RNFFfψF=F0tan(ψ+φ)螺母旋转一周的输入功为A1=Fd2=F0tan(ψ+φ)d2举升重物的有效功为A2=F0S=F0d2tanψ效率:当ψ=45º-0.5φ时,螺纹副的效率最高②  物体沿斜面匀速下降F0RNFFfψF0RFF=F0tan(ψ-φ)自锁条件为:F=F0tan(ψ―φ)≤0ψ≤φ2、三角形螺纹摩擦力:NF0Nγ力的关系F=F0tan(ψφv)效率自锁条

4、件(二)螺纹联接的预紧1、螺纹阻力矩2、支承面阻力矩3、拧紧力矩增加可靠性紧密性4、控制预紧力的方法① 测力矩板手②定力矩板手③测定螺栓伸长量(三)螺纹联接的防松1、摩擦防松(preventlooseningbyfriction)双螺母(doublenut)弹簧垫圈(springwasher)自锁螺母(self-lockingnut)2、机械防松开口销(springcotter)与六角开槽螺母(notchnut)止动垫圈(stopwasher)串联金属丝(inserieswire)3、永久防松(破坏螺纹副)冲点、焊接(jointing)、粘合(conglutination)四、单个螺栓联接的

5、强度计算1、失效形式及计算准则① 受拉螺栓断裂(过载断裂、疲劳断裂)、螺纹滑扣;计算准则:保证螺栓的静力拉伸强度。占65%占20%占15%②受剪螺栓螺杆和通孔孔壁被压溃和螺杆被剪断;计算准则:保证螺栓的挤压强度和剪切强度。2、松螺栓联接的强度计算拉伸强度条件为:式中:d1——危险剖面直径,mm[]——许用应力,Mpa[]=S/S3、紧螺栓联接的强度计算拉伸应力为:扭剪应力:普通钢制螺栓,tanφv=0.17d2/d1=1.04~1.08,tanψ=0.05代入计算得≈0.51)受横向载荷的紧螺栓联接螺杆的强度条件为:减载键、减载环挤压强度:剪切强度:2)铰制孔用螺栓联接的强度剪切强

6、度:挤压强度:3)受轴向载荷的紧螺栓联接螺杆的总受力F2=F0+F?残余预紧力(residualpretighteningforce)相对刚度尽可能取小些,推荐值为:金属垫片(或无垫片)0.2~0.3,皮革垫片0.7,铜皮石棉垫片0.8,橡胶垫片0.9。拉伸强度:①  保证联接的紧密性,应使F1>0有紧密性要求的:F1=(1.5~1.8)F一般联接,载荷稳定:F1=(0.2~0.6)F一般联接,载荷不稳定:F1=(0.6~1.0)F地脚螺栓:F1≥F设计式:说明② 对变载重要联接,应作疲劳强度校核σ-1tc—螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限;ψσ—试件的材料常数,碳素钢ψσ=0.1~0.2,合

7、金钢ψσ=0.2~0.3;Kσ—拉压疲劳强度综合影响系数kσ—有效应力集中系数εσ—尺寸系数S—安全系数4)受偏心载荷的紧螺栓联接避免偏载的措施:① 铸造出凸台;③ 斜面用斜垫圈;④ 采用球面垫圈。② 加工沉头座;五、螺栓组联接的设计1、螺栓组的结构设计① 轴对称的简单几何形状a、铰制孔螺栓,在载荷方向不要成排布置8个以上的螺栓。b、受弯矩或扭矩时,螺栓应布置在结合面的边缘上,使受力小。c、同时受轴向、横向载

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