机械设计基础 第5章 螺纹联接的预紧和放松.ppt

10-5螺纹联接的预紧和放松,一、预紧,预紧目的：增加联接的刚性、紧密性及放松能力。,拧紧过程：螺栓受拉，伸长。,预紧,在螺纹连接过程中，预紧力大小要适当。如气缸盖螺纹连接，F0小缸盖与缸体间出现间隙漏气；F0过大螺栓拉断,1、预紧力F0,一般：碳钢：,螺栓最小剖面积mm2,屈服极限MPa,合金钢：,2、拧紧力矩,F0如何加上去的，通过扳手给螺母加一个力矩产生的，这个力矩叫做拧紧力矩,T1螺旋副摩擦力矩,T2端面摩擦力矩,对于M10M68粗牙螺纹，则可简化为,由上式可得出预紧力与外加力矩的关系,d:螺纹公称直径,拧紧力矩,可通过控制拧紧力矩T的大小，来控制预紧力,通常扳手长,过小螺栓易损坏，一般M5,3.控制预紧力的措施,通常，联接不重要，用扳手长短可控制，关键部件，如航空、航天、压力容器等必须要求可靠性，必须控制预紧力。,2007年8月20日中国台湾华航公司的一架737-800客机在冲绳机场降落后起火。,事故原因：螺栓松脱，刺穿油箱,2005年1月美猎鹰1火箭发射一分钟后消失军事卫星下落不明,事故原因螺母脱落,3、控制预紧力的措施：,一般通过控制拧紧力矩来控制预紧力,测力距扳手,定力矩扳手,最准确方法，测量预紧前后的螺栓变形量,精确，直观可直接测出螺栓预紧力的值,思考：,除了外加拧紧力矩，还有没有其他方法控制预力？,用液压拉伸器先将螺栓拉长，拧螺母，再放松螺螺栓,轮船燃气轮机上螺栓，太大，无法用扳手（拿不动），怎样拧紧（加预紧力）,由于拧紧过程中螺栓被拉长先将螺栓拉长,液压拉伸预紧技术,二、螺纹联接的防松,螺纹联接，通常满足自锁条件,但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力和摩擦力可能瞬间消失，多次重复后就可能使联接松脱。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。,永久防松端铆冲点（破坏螺纹）点焊,液压防松螺母,10-6螺纹联接的强度计算,螺纹连接常常用螺栓组受力分析找出受力最大的螺栓理论计算（螺栓组应大小相同，美观且便于安装）,强度计算：用多大螺栓，强度够不够,一、松螺栓联接,工作前不拧紧，无F0，（如吊钩螺栓）,只有工作载荷F起拉伸作用，主要失效形式拉断。,强度条件为：,MPa,设计问题：,式中：d1螺杆危险截面直径（mm）许用拉应力N/mm2(MPa),（mm）定公称直径d,二、紧螺栓联接,工作前有预紧力F0(仅研究普通螺栓连接形式),工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下，螺栓仅承受预紧力,对于给出预紧力F0多大螺栓合适,？,进而求出d1可否,预紧力F0产生拉伸应力螺纹摩擦力矩T1产生剪应力,复合应力状态,拉应力,剪应力,按第四强度理论：,强度条件为：,式中：F0预紧力（N）1.3考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响,设计公式：,那么F0=?,2受横向工作载荷时,特点：杆孔间有间隙，靠拧紧后正压力由（F0）产生摩擦力来传递外载荷，保证联接可靠（不产生相对滑移）的条件为：,所须的预紧力为F0,f摩擦系数m接合面数C可靠性系数,带入上节强度（设计）公式可校核（求d1）,螺栓所需的轴向力（即预紧力）应为,当,即，预紧力为横向工作载荷的8倍，所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸较大。,3、受轴向工作载荷时,工作特点：工作前拧紧，有F0；工作后加上工作载荷F,工作前、工作中载荷变化。,解决问题：a)保证安全可靠的工作，F0=？b)工作时螺栓总载荷，FE=？,有密封性要求联接,2.一般联接工作载荷稳定,3.一般联接工作载荷变化,总拉力,相对刚度,联立上两式得（F0与FR的关系）,设计公式,强度条件,注意：用Fa而不是