《ch09螺纹联接设计》课件

连接机械动连接→运动副机械静连接→焊接、胶接、铆接螺纹连接、键连接销连接等2007年10月1可整理ppt第九章螺纹联接设计9－1螺纹9－2螺旋副的受力分析、效率和自锁9－3螺纹联接的基本类型9－4螺纹联接的预紧和防松9－5螺栓联接的强度计算9－6螺栓组的结构设计9－7提高螺栓联接强度的措施9－8螺旋传动2007年10月2可整理pptl大径d—公称直径小径d1—强度计算直径螺距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线数n—螺纹的螺旋线数目9.1螺纹9.1.1螺纹形成原理及主要参数2007年10月3可整理ppt三角形β矩形

=0梯形β牙型角与牙侧角2007年10月4可整理ppt9.1螺纹9.1.2螺纹的分类左旋螺纹和右旋螺纹单线螺纹和多线螺纹粗牙和细牙螺纹分为内螺纹和外螺纹，二者共同组成螺纹副用于联接和传动。螺纹的牙型三角形矩形梯形锯齿形主要用于联接多用于传动2007年10月5可整理ppt第九章螺纹联接设计9－1螺纹9－2螺旋副的受力分析、效率和自锁9－3螺纹联接的基本类型9－4螺纹联接的预紧和防松9－5螺栓联接的强度计算9－6螺栓组的结构设计9－7提高螺栓联接强度的措施9－8螺旋传动2007年10月6可整理ppt9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副是由外螺纹和内螺纹组成的运动副。9.2.1矩形螺纹

在轴向载荷作用下螺旋副相对运动时，可看作推动滑块沿螺纹表面运动。将矩形螺纹沿中径d2处展开，得一倾角为λ的斜面，斜面上的滑块代表螺母，螺母和螺杆的相对运动可看作滑块在斜面上运动。2007年10月7可整理ppt9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁当滑块在斜面上等速上升时摩擦力摩擦角转动螺纹所需的转矩螺母旋转一周所需的输入功为W1此时螺母上升一个导程s，其输出功为W2正行程螺旋副的效率为：2007年10月8可整理ppt9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁将效率公式绘成曲线，当时效率最高，但过大的升角使制造困难。当后，效率增加不明显，故通常取λ不超过25度。当滑块沿斜面等速下降时：

此时螺旋副的效率为，9.2.1矩形螺纹2007年10月9可整理ppt9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁若螺旋副的自锁条件是：，则，说明无论轴向载荷FQ有多大，螺母都不能沿斜面运动，这种现象称为自锁。表明螺旋副处于临界自锁状态。其值越小，自锁性越强，需要有足够大的驱动力F才能使螺旋副产生相对运动。2007年10月10可整理ppt9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁其他螺纹是指牙型角的三角螺纹、梯形螺纹和锯齿行螺纹等非矩形螺纹。9.2.2其他螺纹当量摩擦系数当量摩擦角螺纹力矩螺旋副效率螺旋副自锁条件2007年10月11可整理ppt普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹30o60o33o螺旋副自锁条件螺旋副效率螺纹的类型2007年10月12可整理ppt三角形螺纹自锁性好，用于连接。矩形、梯形螺纹传动效率高，用于传动。2007年10月13可整理ppt第九章螺纹联接设计9－1螺纹9－2螺旋副的受力分析、效率和自锁9－3螺纹联接的基本类型9－4螺纹联接的预紧和防松9－5螺栓联接的强度计算9－6螺栓组的结构设计9－7提高螺栓联接强度的措施9－8螺旋传动2007年10月14可整理ppt1）螺栓联接特点和应用：无须在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广。用于可制通孔的场合。分为受拉螺栓联接和受剪螺栓联接。2007年10月15可整理ppt装拆方便螺栓受拉力普通螺栓连接F0FpFF预紧力1）螺栓联接2007年10月16可整理ppt铰制孔螺栓连接螺栓受剪切、挤压用于横向载荷大的连接FF2007年10月17可整理ppt9.3螺纹联接的基本类型2.双头螺柱联接2007年10月18可整理ppt用于被连接件较厚，不宜制成通孔，且经常装拆的场合双头螺柱受拉力F预紧力2007年10月19可整理ppt9.3螺纹联接的基本类型3.螺钉联接2007年10月20可整理ppt用于不经常装拆的场合螺钉受拉力F预紧力2007年10月21可整理ppt9.3螺纹联接的基本类型4.紧定螺钉联接2007年10月22可整理ppt2007年10月23可整理ppt4）紧定螺钉联接HexSocketHeadlessSetscrew特点和应用：旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。2007年10月24可整理ppt2007年10月25可整理ppt2007年10月26可整理ppt9.3螺纹联接的基本类型螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接是螺纹联接的四种基本类型。1.螺栓联接2007年10月27可整理ppt第九章螺纹联接设计9－1螺纹9－2螺旋副的受力分析、效率和自锁9－3螺纹联接的基本类型9－4螺纹联接的预紧和防松9－5螺栓联接的强度计算9－6螺栓组的结构设计9－7提高螺栓联接强度的措施9－8螺旋传动2007年10月28可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松9.4.1螺纹联接的预紧

一般螺纹联接在装配的时候都必须拧紧，从而使螺栓和被联接件在承受工作载荷前就受到预紧力F’的作用。预紧的目的是增强联接的可靠性、紧密性和防松能力。

预紧力的大小通过拧紧力拒来控制，用于克服螺纹牙之间相对转动的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦力拒T2：2007年10月29可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松对于M10～M68的钢制普通粗牙螺纹，无润滑时，取对于一般联接，预紧力凭装配经验控制；对于重要的联接，可用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力F’的大小，也可用测定螺栓的伸长量来控制预紧力。9.4.1螺纹联接的预紧2007年10月30可整理ppt2007年10月31可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松联接用的三角普通螺纹，螺纹升角都较小，在静载荷作用下，一般都能满足自锁条件。但在冲击、振动或变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺旋副间的摩擦力减小或瞬时小时，联接就可能产生自动松脱现象，影响联接的牢固和紧密，甚至造成严重的事故。螺纹联接放松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。常用的防松方法:摩擦防松机械防松:其他防松弹簧垫圈对顶螺母尼龙圈锁紧螺母9.4.2螺纹联接的防松开口销带翅垫片止动垫片串连钢丝冲点法粘合法焊点法2007年10月32可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松弹簧垫圈9.4.2螺纹联接的防松2007年10月33可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松对顶螺母9.4.2螺纹联接的防松2007年10月34可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松尼龙圈锁紧螺母9.4.2螺纹联接的防松2007年10月35可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松开口销9.4.2螺纹联接的防松2007年10月36可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松带翅垫片9.4.2螺纹联接的防松2007年10月37可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松止动垫片9.4.2螺纹联接的防松2007年10月38可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松串联钢丝9.4.2螺纹联接的防松2007年10月39可整理ppt机械防松实例2007年10月40可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松冲点法9.4.2螺纹联接的防松2007年10月41可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松9.4.2螺纹联接的防松粘合法2007年10月42可整理ppt9.4螺纹联接的预紧和防松焊点法9.4.2螺纹联接的防松2007年10月43可整理ppt第九章螺纹联接设计9－1螺纹9－2螺旋副的受力分析、效率和自锁9－3螺纹联接的基本类型9－4螺纹联接的预紧和防松9－5螺栓联接的强度计算9－6螺栓组的结构设计9－7提高螺栓联接强度的措施9－8螺旋传动2007年10月44可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。

根据联接的的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和受剪螺栓。9.5.1失效形式和设计准则

对受拉螺栓，主要失效形式为螺纹部分的塑性变形或断裂；经常装拆时绘因磨损而发生滑扣，故其设计准则主要保证螺栓杆有足够的拉伸强度。

对于受横向载荷的铰制孔螺栓，主要失效形式为螺杆被剪断，螺杆或孔壁被压溃，故其设计准则应保证螺栓杆和被联接件具有足够的剪切强度和挤压强度。螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大径）d等。2007年10月45可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算1.松螺栓联接强度条件：设计公式：d1计算出后,再按标准查选螺纹的公称直径。9.5.2受轴向载荷的螺栓联接2007年10月46可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算2.紧螺栓联接只受预紧力紧螺栓联接螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强度理论，可求出螺栓危险剖面的当量应力为：校核公式为：设计公式为：9.5.2受轴向载荷的螺栓联接2007年10月47可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算受预紧力和轴向载荷的螺栓联接缸体周围每个螺栓平均承受的轴向工作载荷为：在气缸内具有工作介质之前，每个螺栓均已按规定的预紧力F’拧紧。在承受轴向工作载荷F后，螺栓实际承受的总拉伸载荷F0并不等于F’与F之和。2007年10月48可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算螺栓预紧后的受力分析2007年10月49可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算螺栓加载后的受力分析2007年10月50可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算工作载荷F和残余预紧力F″一起作用在螺栓上，故螺栓的总拉伸载荷为：紧螺栓联接在轴向力作用下应能保证被联接件的结合面不出现缝隙，即残余预紧力应大于零。当工作载荷F稳定时，取当工作载荷F不稳定时，取对于有紧密性要求的的联接（压力容器），取一方面抵抗工作载荷一方面压紧被连接件螺栓受力2007年10月51可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算在一般计算中，可先根据联接的工作要求选定残余预紧力，求出总拉伸载荷F0。强度条件：螺栓总拉伸载荷也可以表示为：图中，螺栓的刚度被联接件的刚度2007年10月52可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算为保证联接在承受轴向载荷后仍保持所要求的残余预紧力，需加的预紧力为：称为螺栓的相对刚度系数，可按下表选取。垫片类别金属垫片或无垫片皮革垫片铜皮石棉垫片橡胶垫片相对刚度

系数0.2～0.30.80.80.92007年10月53可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算

铰制孔螺栓联接，螺栓杆与孔壁件没有间隙，通常采用基孔制过渡配合，受力特点：螺栓受载前后不需预紧，横向载荷靠螺栓杆与螺栓孔壁之间的相互挤压传递。挤压强度条件剪切强度条件9.5.3受横向载荷的螺栓联接2007年10月54可整理ppt9.5螺栓联接的强度计算当采用普通螺栓联接，当联接承受相同的横向载荷FR时，因螺栓与孔之间留有