第5章螺纹联接.ppt

螺纹联接 第二篇联接 connection 动联接 movableconnection 机器工作时 被联接零件之间可以有相对运动的联接 可拆联接 不需要毁坏任何零件就可拆开的联接 静联接 fixedjoint 机器工作时 被联接零件之间不允许有相对运动的连接 运动副滑动轴承 螺纹联接焊接 不可拆联接 拆开时至少要破坏一个零件的联接 考虑结构安装运输维护 螺纹联接键联接 焊接铆接 考虑制造经济性 螺纹联接 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 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 螺纹联接 按螺线的绕行方向分左旋螺纹 left handthread 右旋螺纹 right handthread 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 triple thread 用于传动多线螺纹 用于传动 螺纹联接 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 leadangle 牙型角 牙侧角 工作高度h 螺纹联接 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 螺纹联接 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 foundationbolt 联接 吊环螺钉 eyebolt 联接 螺纹联接 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 螺纹联接 三 螺纹联接的预紧和防松 一 螺纹副受力分析1 矩形螺纹 物体沿斜面匀速上升 F F0tan 螺母旋转一周的输入功为A1 F d2 F0tan d2举升重物的有效功为A2 F0S F0 d2tan 螺纹联接 效率 当 45 0 5 时 螺纹副的效率最高 物体沿斜面匀速下降 F F0tan 自锁条件为 F F0tan 0 螺纹联接 2 三角形螺纹 摩擦力 力的关系F F0tan v 效率 自锁条件 螺纹联接 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 螺纹联接 4 控制预紧力的方法 测力矩板手 定力矩板手 测定螺栓伸长量 螺纹联接 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 螺纹联接 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 螺纹联接 3 永久防松 破坏螺纹副 冲点 焊接 jointing 粘合 conglutination 四 单个螺栓联接的强度计算 1 失效形式及计算准则 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 螺纹联接 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 螺纹联接 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 S 螺纹联接 3 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 tan v 0 17d2 d1 1 04 1 08 tan 0 05代入计算得 0 5 螺纹联接 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 螺纹联接 挤压强度 剪切强度 2 铰制孔用螺栓联接的强度 剪切强度 挤压强度 螺纹联接 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 螺纹联接 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 螺纹联接 拉伸强度 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 螺纹联接 对变载重要联接 应作疲劳强度校核 1tc 螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限 试件的材料常数 碳素钢 0 1 0 2 合金钢 0 2 0 3 K 拉压疲劳强度综合影响系数 k 有效应力集中系数 尺寸系数S 安全系数 螺纹联接 4 受偏心载荷的紧螺栓联接 螺纹联接 避免偏载的措施 铸造出凸台 斜面用斜垫圈 采用球面垫圈 加工沉头座 螺纹联接 五 螺栓组联接的设计 1 螺栓组的结构设计 轴对称的简单几何形状 螺纹联接 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 横向载荷时 用减载键 销 套筒等 螺栓的受力合理 螺纹联接 螺栓间有合理的间距 边距 同一圆周上的螺栓数目尽量取偶数 同一螺栓组中各螺栓的材料 直径 长度应一致 避免螺栓受偏心载荷 螺纹联接 2 螺栓组受力分析目的 找出受力最大的螺拴及所受力的大小假设 螺栓的材料 直径 长度 预紧力相同 螺栓组的对称中心与接合面形心重合 受载后结合面仍保持为平面 螺纹联接 1 受横向载荷的螺栓组联接 F z F f 接合面摩擦系数 i 接合面数目 z 螺栓数目 KS 防滑系数 KS 1 1 1 3 F0fzi F KS 螺纹联接 2 受转矩的螺栓组联接 普通螺栓联接 不滑移条件 ri 第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离 fF0 fF0 螺纹联接 铰制孔螺栓组联接 F1 Fmax 螺纹联接 3 受轴向载荷的螺栓组联接 假设 底板是刚性底板绕O O翻转螺杆和地基按各自的刚度拉伸和压缩 F F z 4 受倾覆力矩的螺纹组联接 F1 Fmax 螺纹联接 计算受力最大螺栓的受力 最大外载荷 螺栓总拉力 螺纹联接 考虑地基强度 受外载前地基的挤压应力 M引起的最大应力 近似取 左边不出现缝隙 右边地基不被压溃 p 地基材料的许用挤压应力 螺纹联接 六 螺纹联接件的材料及许用应力 1 螺纹联接件的材料 常用材料 Q215 Q235 10 35 45等 冲击振动大的场合 40Cr 30CrMnSi等 特殊场合 1Cr13 CrNi2 H62等 国家标准规定 螺纹联接件按材料的力学性能分等级 螺栓 螺柱 螺钉从3 6 12 9分十个等级 3 6的含义 抗拉强度 B 300MPa屈服强度 S 180MPa 螺母从4 12分七个等级 标记的含义 保证最小应力的1 100 选用时 螺母的性能等级不低于螺栓的性能等级 螺纹联接 2 许用应力 螺纹联接件的许用拉应力 s S螺纹联接件的许用剪应力 s S 螺纹联接件的许用挤压应力 钢 p s Sp铸铁 p B Sp s B 联接件材料的屈服极限 强度极限 S S Sp 安全系数 螺纹联接 七 提高螺拴联接强度的措施 减少螺栓刚度Cb 1 降低应力幅 用腰状螺杆 空心螺杆 螺母下安装弹性元件 螺纹联接 增大被联接件刚度Cm 不用垫片 或用刚性较大垫片 减少螺栓刚度Cb 增大被联接件刚度Cm和增大预紧力并用 螺纹联接 2 改善螺纹牙上载荷分布不均现象 螺栓和螺母的刚度和变形性质不同 造成螺纹牙上各圈