机械的设计螺纹连接教学课件.ppt

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1、螺纹联接联接概述螺纹联接概述螺纹联接的拧紧与防松单个螺栓的受力分析与强度计算螺纹组受力分析与讨论提高螺纹联接强度的措施1§1概述一、联接分类1、按运动关系分静联接：只固定，无相对运动。如螺纹联接、普通平键联接。动联接：彼此有相对运动。如花键、螺旋传动等。——运动副2、按传载原理分靠摩擦力（力闭合）：如受拉螺栓、过盈联接。非摩擦（形闭合）：靠联接零件的相互嵌合传载，如平键。材料锁合联接：利用附加材料分子间作用，如粘接、焊接。3、按拆开时是否损坏零件分可拆联接：如螺纹联接（最广泛的可拆联接）。不可拆联接：

2、如焊接、铆接等。2二、螺纹基本知识①直径大径d：公称直径。M20→d=20mm小径d1：螺纹的最小直径。中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计算用。一般取：d2=(d+d1)/2④螺距p②线数n：n=1时用于联接；n＞1时用于传动；n↑→η↑，但为便于制造n≤4③牙形角α：螺纹牙两侧面夹角。1、螺纹的主要参数32、螺纹的类型右旋左旋螺纹位置：内螺纹——螺母；外螺纹——螺钉。旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹（常用）。思考：⑥中径升角ψ：⑤导程s：

3、s=np4联接：效率低、自锁性好。传动：效率高、自锁性差。螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等30°3°30°60°三角形梯形锯齿形矩形单线，用于联接双线或多线，常用于传动粗牙：一般情况下使用。细牙：d相同，p小，ψ小，牙浅，自锁性好，但不耐磨，易滑扣。∴用于变载荷场合。∴联接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。螺纹线数：单线（联接）；多线（传动）。螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等30°3°30°60°三角形梯形锯齿形矩形5§2螺纹联接的主要类型、材料一、主要类型（注意各图的画法）1、螺栓

4、联接受拉——普通螺栓普通螺栓：无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，用于两被联件均不太厚的场合。受剪——铰制孔螺栓铰制孔螺栓：除起联接作用外，还起定位作用。62、双头螺柱联接用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。3、螺钉联接用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。74、紧定螺钉联接螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。8二、性能等级1、螺栓等：十个性能等级，如：3.6、4.6、4.8、……性能等级材料性能如：6.8σBmin/1

5、00=6σBmin=600MPa10(σsmin/σBmin)=8σsmin=480MPa或σsmin=(6×8)×10=480MPa低碳钢或中碳钢2、螺母：七个等级，与螺栓性能相配。（自学）9§3螺栓联接的拧紧与防松一、拧紧受载之前拧紧螺母预紧力F’预紧↑联接刚度↑防松能力↑紧密性1、拧紧力矩T=？螺母支承面间的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2螺纹副间的摩擦力矩10——螺纹副间有效圆周力11（rf——支承面摩擦半径）∴kt——拧紧力矩系数，一般取kt=0.2122、控制T的方法T↑F↑拉断、滑扣

6、T↓不能满足工作要求控制T的大小一般情况凭经验，拧紧即可。方法：测量螺栓伸长量：σμ（大型螺栓联接）定力矩扳手测力矩扳手冲击扳手13采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。测量螺栓伸长量143、严格控制预紧力时d≮M12~M16标准扳手长度L=15d，若拧紧力为F，则：T=FL=15dF=0.2F’d→F’=75F若F=200N，则F’=15000N。→小于M12，则易拉断。二、防松1、螺纹联接按自锁条件设计：ψ≤ρv

7、。∴静载下不会自行松脱。2、松动原因冲击、振动、变载荷下温度变化较大时螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失松动15对顶螺母3、防松方法——防止螺旋副相对转动。按防松原理不同，分为三类：a）摩擦防松自锁螺母16弹簧垫圈开口方向：斜向右下方弹性增压尖端抵住开口销与槽形螺母b）机械防松（直接锁住）1718正确不正确注意金属丝穿入方向串联金属丝19c）破坏螺纹副关系不可拆联接胶接冲点焊住20§4单个螺栓联接的受力分析和强度计算螺栓联接受拉螺栓受剪螺栓松联接：不拧紧，无预紧力F’，仅受工作载荷F紧联接：需拧紧仅受预紧

8、力F’同时受预紧力F’和工作载荷F一、受拉螺栓联接对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。危险截面面积由计算直径dc确定：dc=d1-H/6，H≈0.866p；其中：d1、p分别为螺纹小径和螺距。211、松联接如：起重滑轮螺栓仅受轴向工作拉力F——失效：拉断强度条件：MPa——校核式式中：dc——危险截面计算直径[σ]——许用应力，[σ]=σs／[Ss]，见表6.3（P110）。mm——设计式查手册，选螺栓222、紧联接（1）只