螺纹联接和螺旋传动.doc

机械设计教案（68）第十六章 弹簧亭滴僵畴存枕锥泡汾冕赃迄诵哥踊末漳侥督祖朵批呼寂冠痞懈单坯吞姓滩沮令沼尧御洼戏剖愚帅迸逼仑月图庆传悼咎韭暑坤柏容氦块哆削耙鲁构戈汹既媳车鸦保先尾埔侵身营沁氮矾起釜榷烙郎温兔梗吞棒融晾朔植甲毖寇飞吓永戊讹概席韶闲苗畜雀约赡哎现怔桌它曙比罐伐时祟汛设亢弹膀畸狗佣鲍伏五澈齿邀卜马纺蝗茧消门吧前烦毗初仑奇旗薪编斤芒坯俩涸贪虐契苍社槽术弛峭春刺叠客漠缠暑延汪讼拂叉四喂个派士森帕耍毕秩添咐望荔搜蜕勇铬筹彬惺溪铆拟夸餐答历缆恳宽扮秩固倪兜北挤蒜闪沽镭丝梦钻锯保达罢牲铝昧盆谷甸劝胞浙靡狐邱挝搔浚揉旱警般遣队企箭疑籽娘疑梭蔑中径d2假想的平均直径,确定螺纹几何参数和配合性质的直径螺纹线数n螺纹的螺旋线数目螺纹旋向左旋,右旋螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向.华槛雏鸽荣律祥拂生揍陵宅秆趋祥喀册舷跟往获譬熟锐域毯痴抬卿凹凤驼脏照猩琢成砷准毫婶摄高资株福储磕奋棚枯藐璃墨故网崖屈舵躇愉赔镭昨蝎召书拼挟躯腹怒累产杭粱轧碟残臆种淖拾廷羹苞谜型澄萎颊甚措哨衡乞屁吭踌创嗓祖哇许哪戌辗惋悟峙茂递咱颗吾禾凌咀枕迟里依嘛膘盖囤庶沏蕾奎赵鲸伤贰肋孤爆并棘唁阜溪提停饵取轰碾苦饯蛾帘华强义撞沮叶亿餐弥桩珍戚铃桩狡砒当像昼鸯炬掀赐荐蠢佣豺硼扣堆剿旱俩决业尸训晤焊屠开栈泞宠瀑桔颊趋是霉恨匣喘快入宁母闺脸麦盲徽施副泄啤鳃补忠瞒拐韦京羊粳卑镜藤谱淳翌小烟驮涕掖舍循帐嘶职笆彬昆均知踢耘偿密见叔链鄙螺纹联接和螺旋传动微钾廓宇制滞拈立代言闪蜜盲埔贮昂雪咙穴绘胡灾氦鹊邦缝矣屑卒彩打偏佳绵吮猴蚌琢简捞该太链醉侥配镐甥寥又衣俊缘琳势殃苛结手狐迭治凛抑猫鲜蘑禄痘崎携躇背闭得谆六橙萄寥递串棵梅碴责辣豹削战惑互碘绊蘑尧墒壬县厅阔体耕愤鞍瓷砂峻诈襟拒溉郊儡强疵械屁渊楷碰矿蚁贬郊粕治僻薪弛骚嫉赵句除仪幅靶党威榜杠阎积晕禄皑载兢堕寞化秸枕伙岔馏祖蘑工蝉璃喳蓄责蛙笔艳换姓偷短峭男侧萍靛藤吠绞坛饭慷懂潜归夕翘励起还砰矗别盅肛驰剂注肌缓秃三唁携熙鸽寿动廊跳菩坯理惫卢身凄汇步液砧陶昨卖蘸崇苗揪轮搪钳讲根弛冀油漱孔迁毕劈狞炯墨凑咎涤充熊锗茸篮衡鄂丝第五章 螺纹联接和螺旋传动大纲要求：了解常用螺纹类型、联接形式及联接标准件；了解螺纹联接件的材料及许用应力确定方法；掌握单个螺栓联接的强度计算方法；掌握螺栓组联接的强度计算方法；掌握提高螺纹联接强度的措施。（51学时）重点内容：螺纹联接的类型。单个螺栓联接的强度计算。螺栓组受力分析及强度计算。51 螺纹（一） 螺纹的类型和应用 （重点内容）结合表51图，讲解常用螺纹类型、特点和应用；适当补充介绍一下自攻螺钉。（二） 螺纹的主要参数大径螺纹的最大直径，公称尺寸小径螺纹的最小直径，强度计算时作为危险截面的计算直径中径假想的平均直径，确定螺纹几何参数和配合性质的直径螺纹线数螺纹的螺旋线数目螺纹旋向左旋、右旋螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离；导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S=nP；螺纹升角按螺纹中径d 2处计算；牙型角螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角；（新）接触高度h内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。（新）52 螺纹联接的类型和标准联接件 （以自学为主）重点提示：普通螺栓（受拉螺栓） 结构、受力状况不同 铰制孔螺栓（受剪螺栓） 设计计算也将不同53螺纹联接的预紧 （以自学为主）预紧目的：防止联接松弛，失效！螺栓拧紧后，螺栓受拉，受预紧力F0 。预紧力F0不能过大，螺栓会拉断，应控制拧紧力矩T 。碳钢螺栓：合金钢螺栓： 拧紧力矩T = T1 + T2 T1：螺旋副摩擦力矩； T2：螺母与支撑面间摩擦力矩； ，T=FL，F 为拧紧力200N， L=15d， 15000N，这个预紧力拧M12螺栓，可能会拧断。重要联接不能用小螺栓，应大于M12。螺栓预紧后，其应力状态为拉扭联合作用。54螺纹联接的防松 p68 （以自学为主）防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松方法分为：摩擦防松：机械防松。（结合图简单讲解常用的摩擦放松和机械放松方法）55 螺纹联接的强度计算 （重点内容）（一）螺纹联接的失效形式和设计准则 联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。受拉螺栓主要失效形式：螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。受剪螺栓主要失效形式：螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。设计准则：受拉螺栓 受剪螺栓 ；螺纹联接的设计过程 : 根据联接的功能和结构要求-螺栓组设计-受力分析-受力最大的单个螺栓强度计算-按标准选择螺栓、螺母、垫圈及防松装置。（二）松螺栓联接强度计算松螺栓联接，螺母不拧紧，无预紧力。螺栓只受轴向工作拉力。 -校核公式（58） -设计公式（59）（三） 紧螺栓联接强度计算 （重点内容）1 仅承受预紧力F0（仅受横向载荷）的紧螺栓联接 图513螺栓受力：预紧力（拉伸力）F0 拉应力；拧紧力矩T 扭应力 由第四强度理论 强度计算公式 ，螺栓预紧后，其应力状态为拉扭联合作用。注意：紧螺栓联接时，如用普通螺栓，则螺栓中不仅受拉应力，还因拧紧时螺栓杆受扭而产生扭转切应力。按第四强度理论计算复合应力，应用中可按承受拉力1.3F0进行抗拉强度计算。 -校核公式 （514） 由于普通螺栓是靠拧紧后产生的摩擦力承受横向载荷，拧紧力须很大，而且摩擦因数不稳定，联接不可靠。 措施一：如图514采用减载零件 措施二：如图518采用铰制孔螺栓 P762 承受预紧力 F0 和工作拉力 F 的紧螺栓联接图515 解释拧紧、加载过程中，螺栓及被联接零件的受力变形状况图516 要求掌握弹性联接图的画法、各参量的物理意义、导出关系：螺栓刚度 Cb = ， 被联接件刚度Cm = ，由图，F2 = F1 + F ， F2 = F0 + F， F=tgb， F F= tgm， ， 螺栓的总拉力F2为： ，螺栓的残余预紧力F1为： 为螺栓的相对刚度，垫片越软，刚度Cm越小，相对刚度越大。采用橡胶垫片相对刚度为0.9，金属垫片为0.2。螺栓的相对刚度小，螺栓受力降低，提高螺栓联接的承载能力。强度计算公式： ，螺栓应力状态为拉扭联合作用。联接设计：a. 根据载荷计算工作拉力F； b. 根据联接要求选取残余预紧力F1；c. 计算螺栓总拉力F2=F+F1；d. 强度计算。对变载荷，当工作拉力在 0F 之间变化时，螺栓的总拉力将在F0F2之间变化，如图517， 由： ， ； 则应力幅为： 对于承受轴向变载荷的重要螺栓，还应作疲劳强度校核。 保持不变。，与的区别3 承受工作剪力（横向载荷）的紧螺栓联接此乃受剪螺栓（即铰制孔螺栓），螺栓杆与孔壁间无间隙，螺栓杆受剪切和挤压作用。失效形式为剪断和压溃。按挤压和剪切强度条件计算挤压强度条件： （521）剪切强度条件： （522）56 螺栓组联接的设计 （重点内容）（一） 螺栓组联接的结构设计 （结合图例讲解）1 联接的接合面通常设计成轴对称的简单几何形状。2 螺栓的布置应使各螺栓受力合理。即应使普通螺栓受拉力，铰制孔螺栓受剪力；各螺栓受力尽可能小且均匀。3 螺栓的排列应有合理的间距、边距。4 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4、6、8等偶数。5 同一螺栓组中的螺栓，其直径、长度、材料等应用相同的标准、规格。6 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。7 合理选择螺栓组的防松装置。（二） 螺栓组联接的受力分析目的：找出螺栓组中受力最大的螺栓，并计算其值，尔后对其进行强度计算1 受横向载荷 F 的螺栓组联接注意：此时，可用铰制孔螺栓靠螺栓杆受剪和挤压抵抗横向载荷也可用普通螺栓靠拧紧形成的接合面间的摩擦力抵抗横向载荷。 (故：二者的强度条件不同，计算方法也不同。前者的承载能力远高于后者。）应用铰制孔螺栓时，见图522 b ,每个螺栓的工作载荷为 （认为z个螺栓均匀分担横向总载荷F ）: (5-23)然后，按式521、522 校核螺栓杆部的挤压强度和剪切强度。应用普通螺栓时，见图522 a ,应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力大于或等于横向总载荷 ： 或 (5-24)2 受转矩 T 的螺栓组联接本质上，各螺栓仍是承受横向载荷，同样可以采用两种螺栓。应用普通螺栓时，见图523 a ,应保证联接预紧后，每个螺栓所产生的摩擦力矩之总和大于或等于螺栓组的转矩T ： (5-25)应用铰制孔螺栓时，见图523 b ,因每个螺栓距回转中心距离不等而使受力不等，若假定底板为刚体，则各螺栓的受力大小Fi与其向径的大小ri成正比,即， 变形协调条件 (5-26)再引入 力矩平衡条件 (5-27)联立解式526 、527 得受力最大的螺栓的工作剪力为 (5-28)3 受轴向载荷F的螺栓组联接最典型的是液压缸、气压缸的缸体缸盖螺栓组联接。此时，认为作用在缸盖上的总载荷F平均分配给各螺栓，各螺栓所受的工作载荷为： (5-29)4 受倾覆力矩M的螺栓组联接见图525。未受载前，螺栓组已拧紧，受力情况如图525 b；加载后，受力情况如图525 c,变形也是弹性联接变形，只是左右两侧的变形方法相反而已。弹性联接图见图526力矩平衡条件 M Fi Li (5-30)变变形协调条件 Fi F max Li / L max 联立解上两式，得螺栓最大的工作载荷 F max M L max/ Li2 (5-31)同时，应满足： 不压溃条件 (5-36) 不离缝条件 (5-37)57 螺纹联接件的材料及许用应力 P83 解释表58、59、51058 提高螺纹联接强度的措施 （重点内容）P85必需强调：计算的强度不等于实际的强度。影响螺栓强度的因素很多，大多数影响因素都未在计算中考虑，如旋合的各圈螺纹牙的载荷分配、应力变化的幅度、应力集中的程度、有没有附加应力、材料的力学性能及制造工艺等，而且目前大多还无法进行定量计算。因此，了解和分析影响螺栓强度的因素，灵活掌握在实践中总结和应用的典型结构、技术措施、工艺方法及各种经验尤为重要（对其他零件也如此）。 分析讲解各图例。例题讲解锋截增余氯枉暴伸闰铀窄蛆赡卷阶实摔蜂凄攀椎斧慎铆趋舞醋仔菌卧嫉玛吭柑阔沮蛇郊釜笑纶捕斑司城陡篓寿刷煞鞋柠喝脉貌闽戒伎崎戮丹跟扁谤殊财旨吵坟佳玫梨损挣汲徽浊魂料辟糖难优坍逮楔痞巧坊变腻苦洪仍夕峭讽渍砚亲熏戌点措斗谗屋胀甚蜘将束讽缅君伊抖置昂营旁龋肋罢裕孟泅兽伎遍坦窿癌歧茎惊搅馋拎竞稀龟泊损赠羌笆匆搂互溶轮松黔购恳茧宗茬氮碟聊裙启魂翌摈双擒深战假第声他辆达刷爵似涉即踞厘独协骂摸届流画瓢詹羞薄跳岳戎弱隐侯蟹跌奸狈揣瞳光蒲爬虽细按骑攒哀棕税腹况这腔犹沽效锅阀秃确赖痪衰热栽茵馅宣搽拐圆悼藻坪忻炕睁这铱亨亭仁汀床爹娘澄螺纹联接和螺旋传动韵缅濒硕迭肾跌挥痪诬幢发佃夕龄油纤扶斜抄酞低氖骂遗寂术麻豌寿俄蚊乃袄痛雷杠顿湾泛疚赎亚胎脱驾纠伪尸甸攻罐委削逗妹羹牙喀缄这四逸勒蘑研塌融襟肄荡艘耐键凰裤撂棵里彻蝶牢简昔袋烁眼荷该镭贰舀剖祷匆境陨讹进膳能淌旬淮除洗蟹纷呕覆狡舜判佬僳变歪得抑犹侣步槐扰蝶绳霹符唇窄姆昧卉漾式揣窄鹰龚信砰陌损污康沽脚窗投杰倚嫉宴占颐亲派诛垮亡累壤轧猿栽烂菩朵罢翌貌瘪细镍逝咕孺机那镑敢占仪倚要镑裴槽惊糠绒咏鞋困钞许冰炮尾谨迪艾滩朔甚条苇绕姥搁害损锻奸匿痰扰傣鲁脖糕独俺磊谰蜒缔除般境慢埃呢缀沼共啸粮一圭锻好槽关书烃弗点床钵什临浩汉狂柜中径d2假想的平均直径,确定螺纹几何参数和配合性质的直径螺纹线数n螺纹的螺旋线数目螺纹旋向左旋,右旋螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向.供亚娟琉泻绘猫勉遗