機械設計第五章1

1、2021-8-11 機械設計基礎機械設計基礎 II（零件）（零件） 電子科技大學電子科技大學 凌丹凌丹 第二篇第二篇 連連 接接 機械電子工程學院機械電子工程學院 連接在機器中的作用連接在機器中的作用 便于機器的制造、安裝、運輸、維修。便于機器的制造、安裝、運輸、維修。 零件零件構(gòu)件構(gòu)件部件部件機器機器 聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 School of Mechatronics Engineering, UESTC 3 連接的類型連接的類型 動連接：滑鍵連接、導向鍵連接動連接：滑鍵連接、導向鍵連接 靜連接：螺紋連接、平鍵連接靜連接：螺紋連接、平鍵

2、連接 可拆連接：螺紋連接可拆連接：螺紋連接 不可拆連接：鉚接、膠接等不可拆連接：鉚接、膠接等 形鎖合連接：無鍵連接形鎖合連接：無鍵連接 摩擦鎖合連接：螺紋連接、平鍵連接摩擦鎖合連接：螺紋連接、平鍵連接 第五章第五章 螺紋連接和螺旋傳動螺紋連接和螺旋傳動 機械電子工程學院機械電子工程學院 本章內(nèi)容本章內(nèi)容 螺紋的類型及其應用螺紋的類型及其應用 螺紋連接的類型及其應用螺紋連接的類型及其應用 螺紋連接的防松螺紋連接的防松 單個螺栓連接的強度計算單個螺栓連接的強度計算 螺栓組連接的受力分析螺栓組連接的受力分析 螺旋傳動簡介螺旋傳動簡介 機械電子工程學院機械電子工程學院 6 螺紋連接的工程應用螺紋連接的

3、工程應用 汽車輪胎汽車輪胎 機械電子工程學院機械電子工程學院 機床機床 螺紋連接的工程應用螺紋連接的工程應用 機械電子工程學院機械電子工程學院 8 飛機機翼飛機機翼 螺紋連接的工程應用螺紋連接的工程應用 機械電子工程學院機械電子工程學院 化工管道化工管道 螺紋連接的工程應用螺紋連接的工程應用 機械電子工程學院機械電子工程學院 鎖緊螺母鎖緊螺母 螺紋連接的工程應用螺紋連接的工程應用 機械電子工程學院機械電子工程學院 第一節(jié)第一節(jié) 螺紋螺紋 螺紋副類型螺紋副類型 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋 外螺紋外螺紋 螺紋類型螺紋類型 傳動螺紋傳動螺紋 聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋 普通螺紋普通螺紋 米制錐螺紋米制錐螺紋 管螺紋管螺紋

4、梯形螺紋梯形螺紋 矩形螺紋矩形螺紋 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 三角形螺紋三角形螺紋 一、螺紋的類型和應用一、螺紋的類型和應用 機械電子工程學院機械電子工程學院 外螺紋外螺紋 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋 機械電子工程學院機械電子工程學院 螺紋的牙型螺紋的牙型 矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 15 30 3 30 機械電子工程學院機械電子工程學院 1. 普通螺紋普通螺紋 普通螺紋：牙型角為普通螺紋：牙型角為60，內(nèi)、外螺紋旋合有徑向間隙。，內(nèi)、外螺紋旋合有徑向間隙。 粗牙螺紋：用于一般聯(lián)接。粗牙螺紋：用于一般聯(lián)接。 細牙螺紋：用于細小零件、薄壁零件、微調(diào)螺紋細牙螺紋：用于

5、細小零件、薄壁零件、微調(diào)螺紋 機械電子工程學院機械電子工程學院 2. 非螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋 圓柱管螺紋（英制螺紋）：圓柱管螺紋（英制螺紋）：牙頂有較大圓角，內(nèi)、外牙頂有較大圓角，內(nèi)、外 螺紋旋合后無徑向間隙，保證聯(lián)接的緊密性。用于管螺紋旋合后無徑向間隙，保證聯(lián)接的緊密性。用于管 接頭、閥門等，需要在密封面間添加密封物。接頭、閥門等，需要在密封面間添加密封物。 機械電子工程學院機械電子工程學院 3. 螺紋密封的管螺紋螺紋密封的管螺紋 英制螺紋：英制螺紋：螺紋分布在圓錐管壁上，螺紋旋合后，靠螺紋分布在圓錐管壁上，螺紋旋合后，靠 自身變形保證聯(lián)接的緊密性，不需要填料。自身變形保證聯(lián)接

6、的緊密性，不需要填料。 機械電子工程學院機械電子工程學院 4. 米制錐螺紋米制錐螺紋 米制螺紋：米制螺紋：牙型角牙型角6060，螺紋分布在圓錐管壁上，螺紋分布在圓錐管壁上， 用于氣體或液體管路系統(tǒng)，是依靠螺紋密封的聯(lián)用于氣體或液體管路系統(tǒng)，是依靠螺紋密封的聯(lián) 接螺紋。接螺紋。 機械電子工程學院機械電子工程學院 5. 矩形螺紋矩形螺紋 矩形螺紋：矩形螺紋：牙型為正方形，傳動效率比另外兩種牙型為正方形，傳動效率比另外兩種 傳動螺紋高，牙根強度弱，磨損間隙難以補償。傳動螺紋高，牙根強度弱，磨損間隙難以補償。 機械電子工程學院機械電子工程學院 6. 梯形螺紋梯形螺紋 梯形螺紋：梯形螺紋：牙型為等腰梯形

7、，傳動效率比矩形螺牙型為等腰梯形，傳動效率比矩形螺 紋略低，牙根強度高，磨損間隙可以補償，最常紋略低，牙根強度高，磨損間隙可以補償，最常 用的傳動螺紋。用的傳動螺紋。 機械電子工程學院機械電子工程學院 7. 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 鋸齒形螺紋：鋸齒形螺紋：牙型為不等腰梯形，內(nèi)、外螺紋旋牙型為不等腰梯形，內(nèi)、外螺紋旋 合后大徑處無徑向間隙。兼有矩形螺紋傳動效率合后大徑處無徑向間隙。兼有矩形螺紋傳動效率 高和梯形螺紋牙根強度高的特點，用于單向受力高和梯形螺紋牙根強度高的特點，用于單向受力 的螺旋傳動。的螺旋傳動。 機械電子工程學院機械電子工程學院 21 二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù) 大徑大徑

8、d即螺紋的公稱直徑。即螺紋的公稱直徑。 小徑小徑d1常用于聯(lián)接的強度計算。常用于聯(lián)接的強度計算。 中徑中徑d2常用于聯(lián)接的幾何計算。常用于聯(lián)接的幾何計算。 螺距螺距P螺紋相鄰兩個牙型上對應點間的螺紋相鄰兩個牙型上對應點間的 軸向距離。軸向距離。 牙型角牙型角a a螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩 側(cè)邊的夾角。側(cè)邊的夾角。 升角升角 螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線 的平面間的夾角。的平面間的夾角。 線數(shù)線數(shù)n螺紋的螺旋線數(shù)目。螺紋的螺旋線數(shù)目。 導程導程S螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn) 一周所移動的軸向距離，一周所移動的軸向

9、距離，S = nP。 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 22 Pitchp螺距螺距 LeadL導程導程 Thread anglea牙型角牙型角 Helix anglel螺旋升角螺旋升角 Major diameterd公稱直徑公稱直徑 Root diameterd1小徑小徑 threadn線數(shù)線數(shù) 機械電子工程學院機械電子工程學院 螺紋線數(shù)螺紋線數(shù) Single-threaded screw Double-threaded screw Multiple-threaded screw pL pL2 npL A multiple-threaded screw advances a

10、nut （螺母螺母） more rapidly than a single-threaded screw of the same pitch. 機械電子工程學院機械電子工程學院 左旋螺紋與右旋螺紋左旋螺紋與右旋螺紋 Left-handed screwRight-handed screw 機械電子工程學院機械電子工程學院 第二節(jié)第二節(jié) 螺紋連接的類型和標準連接件螺紋連接的類型和標準連接件 機械電子工程學院機械電子工程學院 螺栓連接螺栓連接 普通螺栓連接普通螺栓連接 鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接 螺釘連接螺釘連接 雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 緊定螺釘連接緊定螺釘連接 一、螺紋連接的類一、螺紋連接

11、的類 型型 機械電子工程學院機械電子工程學院 1. 螺栓連接螺栓連接 普通螺栓連接普通螺栓連接被連接件不被連接件不 太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶 螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配 合使用。合使用。裝配后孔與桿間有間裝配后孔與桿間有間 隙，并在工作中不允許消失隙，并在工作中不允許消失， 結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，可多次結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，可多次 裝拆，應用較廣。裝拆，應用較廣。Common bolt joints 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 鉸制孔螺栓連接：鉸制孔螺栓連接：裝裝 配后螺栓光桿部分與配后螺栓光桿部分與 被聯(lián)接件孔壁之間無

12、被聯(lián)接件孔壁之間無 間隙，間隙，主要承受橫向主要承受橫向 載荷，也可作定位用載荷，也可作定位用 ，采用基孔制配合。，采用基孔制配合。 Fitted bolt joints 機械電子工程學院機械電子工程學院 普通螺栓普通螺栓鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓 桿孔間隙桿孔間隙 過渡配合面過渡配合面 機械電子工程學院機械電子工程學院 2. 雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 雙頭螺柱連接：雙頭螺柱連接：螺桿兩端無釘頭，螺桿兩端無釘頭， 但均有螺紋，裝配時一端旋入被連但均有螺紋，裝配時一端旋入被連 接件，另一端配以螺母。適于常拆接件，另一端配以螺母。適于常拆 卸而被聯(lián)接件之一較厚時。折裝時卸而被聯(lián)接件之一較厚時。折裝時 只

13、需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被只需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被 聯(lián)接件中擰出。聯(lián)接件中擰出。 Stud joints 機械電子工程學院機械電子工程學院 3. 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接 適于被聯(lián)接件之一適于被聯(lián)接件之一 較厚（上帶螺紋孔），較厚（上帶螺紋孔）， 不需經(jīng)常裝拆，一端有不需經(jīng)常裝拆，一端有 螺釘頭，不需螺母，適螺釘頭，不需螺母，適 于受載較小情況。于受載較小情況。 Cap screw joints 機械電子工程學院機械電子工程學院 4. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接 擰入后，利用桿末端擰入后，利用桿末端 頂住另一零件表面或旋入頂住另一零件表面或旋入 零件相應的缺口中以固定零件相應的缺口中以固定 零件

14、的相對位置?？蓚鬟f零件的相對位置?？蓚鬟f 不大的軸向力或扭矩。不大的軸向力或扭矩。 Setscrew joints 軸軸 軸上零件軸上零件 軸軸 軸上零件軸上零件 機械電子工程學院機械電子工程學院 5. 其它螺紋聯(lián)接其它螺紋聯(lián)接 地腳螺栓聯(lián)接 吊環(huán)螺釘聯(lián)接 機械電子工程學院機械電子工程學院 二、標準連接件二、標準連接件 六角頭螺栓六角頭螺栓 雙頭螺柱雙頭螺柱 螺釘螺釘 緊定螺釘緊定螺釘 自攻螺釘自攻螺釘 六角螺母六角螺母 圓螺母圓螺母 墊圈墊圈 Bolt Stud Cap Screw Setscrew Nut Washer threaded fastener 機械電子工程學院機械電子工程學院

15、1. 六角頭螺栓六角頭螺栓 普通螺栓普通螺栓六角頭，小六角頭，標準六角頭，大六角頭，內(nèi)六角六角頭，小六角頭，標準六角頭，大六角頭，內(nèi)六角 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓螺紋部分直徑較小。螺紋部分直徑較小。 機械電子工程學院機械電子工程學院 2. 雙頭螺柱雙頭螺柱 機械電子工程學院機械電子工程學院 3. 螺釘螺釘 機械電子工程學院機械電子工程學院 4. 緊定螺釘緊定螺釘 末端形狀有錐端、平端和圓柱端末端形狀有錐端、平端和圓柱端， 錐端適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸的錐端適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸的 場合；場合； 平端接觸面積大，不傷零件表面，用于定緊硬度較大的平端接觸面積大，不

16、傷零件表面，用于定緊硬度較大的 表面，或經(jīng)常拆卸的場合；表面，或經(jīng)常拆卸的場合； 圓柱端壓入軸上的凹坑中，適用于緊定空心軸上的零件圓柱端壓入軸上的凹坑中，適用于緊定空心軸上的零件 位置。位置。 機械電子工程學院機械電子工程學院 5. 自攻絲螺釘自攻絲螺釘 被聯(lián)接件多位金屬薄板、輕合金或塑料制品。被聯(lián)接件多位金屬薄板、輕合金或塑料制品。 被聯(lián)接件可不預先制出螺紋，在聯(lián)接時利用螺釘被聯(lián)接件可不預先制出螺紋，在聯(lián)接時利用螺釘 直接攻出螺紋。直接攻出螺紋。 機械電子工程學院機械電子工程學院 6. 六角螺母和圓螺母六角螺母和圓螺母 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 School of

17、Mechatronics Engineering, UESTC 41 機械電子工程學院機械電子工程學院 圓螺母常用來軸向固定軸上零件圓螺母常用來軸向固定軸上零件 機械電子工程學院機械電子工程學院 7. 墊圈墊圈 放置在螺母和被連接件之間，保護支承表面，放置在螺母和被連接件之間，保護支承表面， 防止螺紋防止螺紋連連接松動。接松動。 機械電子工程學院機械電子工程學院 第三節(jié)第三節(jié) 螺紋聯(lián)接的預緊螺紋聯(lián)接的預緊 Bolt Tightening and Preload 機械電子工程學院機械電子工程學院 多數(shù)聯(lián)接在裝配時必須擰緊螺母，使螺紋聯(lián)接在承受工多數(shù)聯(lián)接在裝配時必須擰緊螺母，使螺紋聯(lián)接在承受工 作

18、載荷之前受到預緊力的作用作載荷之前受到預緊力的作用緊聯(lián)接緊聯(lián)接； 在受載之前不需擰緊的聯(lián)接在受載之前不需擰緊的聯(lián)接松聯(lián)接松聯(lián)接。 預緊的目的：預緊的目的： 增加聯(lián)接的剛度、緊密性和提高防松能力。增加聯(lián)接的剛度、緊密性和提高防松能力。 對重要的螺栓聯(lián)接，在裝配時要控制預緊力。（預緊力對重要的螺栓聯(lián)接，在裝配時要控制預緊力。（預緊力 要適度）要適度） 機械電子工程學院機械電子工程學院 松聯(lián)接實例松聯(lián)接實例 在承受工作載荷之前，螺栓不受力（除自重）。在承受工作載荷之前，螺栓不受力（除自重）。 機械電子工程學院機械電子工程學院 When we tighten a bolt, ( a) we apply

19、 torque to the nut, ( b) the nut turns, ( c) the bolt stretches, ( d) creating preload. 緊連接緊連接預緊力預緊力 T 機械電子工程學院機械電子工程學院 擰緊力矩擰緊力矩 T 21 TTT 擰緊力矩擰緊力矩 螺旋副間的螺旋副間的 摩擦阻力矩摩擦阻力矩 螺母環(huán)形端螺母環(huán)形端 面與被連接件支面與被連接件支 承面之間的摩擦承面之間的摩擦 阻力矩。阻力矩。 機械電子工程學院機械電子工程學院 預緊力預緊力F0 機械電子工程學院機械電子工程學院 預緊力的控制預緊力的控制 對于重要的或有特殊要求的螺栓聯(lián)接，預緊力的數(shù)值對于

20、重要的或有特殊要求的螺栓聯(lián)接，預緊力的數(shù)值 應在裝配圖上做出技術(shù)說明。應在裝配圖上做出技術(shù)說明。 受變載荷的螺栓聯(lián)接的預緊力應比受靜載荷的螺栓預受變載荷的螺栓聯(lián)接的預緊力應比受靜載荷的螺栓預 緊力大。緊力大。 預緊力的數(shù)值應根據(jù)載荷性質(zhì)、聯(lián)接剛度等具體條件預緊力的數(shù)值應根據(jù)載荷性質(zhì)、聯(lián)接剛度等具體條件 確定。確定。 控制預緊力的方法有：控制預緊力的方法有： 測力矩扳手測力矩扳手 定力矩扳手定力矩扳手 機械電子工程學院機械電子工程學院 測力矩扳手測力矩扳手 刻度表直接顯刻度表直接顯 示擰緊力矩的示擰緊力矩的 大小大小 機械電子工程學院機械電子工程學院 定力矩扳手定力矩扳手 當擰緊力矩超過規(guī)定當擰

21、緊力矩超過規(guī)定 值，卡盤與圓柱銷之間打值，卡盤與圓柱銷之間打 滑，調(diào)整彈簧壓緊力可調(diào)滑，調(diào)整彈簧壓緊力可調(diào) 整預緊力。整預緊力。 機械電子工程學院機械電子工程學院 測量螺栓伸長量測量螺栓伸長量 通過測量螺栓的伸通過測量螺栓的伸 長量來控制預緊力，較長量來控制預緊力，較 為精確。為精確。 機械電子工程學院機械電子工程學院 第四節(jié)第四節(jié) 螺紋連接的防松螺紋連接的防松 Preventing loosening of screw joints 機械電子工程學院機械電子工程學院 防松的目的防松的目的： 聯(lián)接用螺紋可以實現(xiàn)自鎖，支承面間的摩擦力也可以聯(lián)接用螺紋可以實現(xiàn)自鎖，支承面間的摩擦力也可以 阻止螺母

22、的旋轉(zhuǎn)和松脫。在靜載或溫度變化不大時，阻止螺母的旋轉(zhuǎn)和松脫。在靜載或溫度變化不大時， 螺紋不會自動松脫；螺紋不會自動松脫； 在沖擊、振動或變載下，或溫度變化較大時，螺紋副在沖擊、振動或變載下，或溫度變化較大時，螺紋副 間和支承面間的摩擦阻力可能減小或瞬間消失。這種間和支承面間的摩擦阻力可能減小或瞬間消失。這種 情況多次重復，會使聯(lián)接松動，導致機器不能正常工情況多次重復，會使聯(lián)接松動，導致機器不能正常工 作或發(fā)生嚴重事故。作或發(fā)生嚴重事故。 機械電子工程學院機械電子工程學院 防松方法防松方法 螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是：螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是： 防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。 摩擦防松摩擦

23、防松 使螺紋副中產(chǎn)生附加的摩擦力使螺紋副中產(chǎn)生附加的摩擦力 機械防松機械防松 采用專門的防松元件約束螺紋副的相對運動采用專門的防松元件約束螺紋副的相對運動 破壞螺紋副的關(guān)系破壞螺紋副的關(guān)系 如果螺紋副很少被拆開，把螺紋副轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁\動副如果螺紋副很少被拆開，把螺紋副轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁\動副。 機械電子工程學院機械電子工程學院 摩擦防松對頂螺母摩擦防松對頂螺母 兩螺母對頂擰緊，螺栓旋合兩螺母對頂擰緊，螺栓旋合 段受拉而螺母受壓，兩螺母段受拉而螺母受壓，兩螺母 的相互作用力使旋合段的螺的相互作用力使旋合段的螺 紋面上產(chǎn)生附加摩擦力。紋面上產(chǎn)生附加摩擦力。 用于低速、重載的聯(lián)接。用于低速、重載的聯(lián)接。 Two

24、nuts 機械電子工程學院機械電子工程學院 摩擦防松彈簧墊圈摩擦防松彈簧墊圈 利用擰緊螺母把墊圈壓利用擰緊螺母把墊圈壓 平后產(chǎn)生的彈性反力來平后產(chǎn)生的彈性反力來 保持螺紋副間有一定的保持螺紋副間有一定的 附加摩擦力。附加摩擦力。 用于不太重要的聯(lián)接。用于不太重要的聯(lián)接。 Spring washer 機械電子工程學院機械電子工程學院 摩擦防松自鎖螺母摩擦防松自鎖螺母 螺母一端制成非螺母一端制成非 圓形收口或開縫圓形收口或開縫 后徑向收口。后徑向收口。 機械電子工程學院機械電子工程學院 摩擦防松摩擦防松橫向切口螺母橫向切口螺母 擰緊螺母上的螺釘時，切擰緊螺母上的螺釘時，切 口上下兩部分變形靠攏，口

25、上下兩部分變形靠攏， 使螺紋副壓緊。使螺紋副壓緊。 機械電子工程學院機械電子工程學院 機械防松開口銷與槽形螺母機械防松開口銷與槽形螺母 六角槽形螺母擰緊后，把六角槽形螺母擰緊后，把 開口銷插入螺母槽與螺栓開口銷插入螺母槽與螺栓 尾部孔內(nèi)，將開口銷尾部尾部孔內(nèi)，將開口銷尾部 掰開，阻止了螺母與螺栓掰開，阻止了螺母與螺栓 的相對運動。的相對運動。 由于槽數(shù)少，栓桿銷孔不由于槽數(shù)少，栓桿銷孔不 易與螺母最佳鎖緊位置時易與螺母最佳鎖緊位置時 的槽口吻合，裝配困難。的槽口吻合，裝配困難。 機械電子工程學院機械電子工程學院 機械防松機械防松止動墊圈（單耳或雙耳）止動墊圈（單耳或雙耳） 止動墊圈的一邊上彎貼

26、在螺止動墊圈的一邊上彎貼在螺 母的側(cè)面上，另一邊下彎貼母的側(cè)面上，另一邊下彎貼 緊在被聯(lián)接件的側(cè)面上。緊在被聯(lián)接件的側(cè)面上。 只能用于聯(lián)接部分有容納彎只能用于聯(lián)接部分有容納彎 耳的場合。耳的場合。 防松較為可靠。防松較為可靠。 機械電子工程學院機械電子工程學院 機械防松串聯(lián)鋼絲機械防松串聯(lián)鋼絲 將鋼絲穿入各螺釘頭部的將鋼絲穿入各螺釘頭部的 孔內(nèi)，使其相互制約。孔內(nèi)，使其相互制約。 防松可靠，但裝拆不便，防松可靠，但裝拆不便， 僅適用于螺釘組聯(lián)接。僅適用于螺釘組聯(lián)接。 機械電子工程學院機械電子工程學院 沖點法防松沖點法防松 焊接防松焊接防松 破壞螺紋副方法破壞螺紋副方法 機械電子工程學院機械電子

27、工程學院 思考題思考題 螺紋連接有哪些基本類型？各適用于什么場合？螺紋連接有哪些基本類型？各適用于什么場合？ 連接用螺紋是什么形狀？連接用螺紋是什么形狀？ 傳動用螺紋是什么形狀？傳動用螺紋是什么形狀？ 螺紋的公稱直徑是什么？螺紋的公稱直徑是什么？ 強度計算時的危險截面面積用哪一直徑計算？強度計算時的危險截面面積用哪一直徑計算？ 螺紋連接預緊的目的是什么？螺紋連接預緊的目的是什么？ 控制預緊力有哪些方法？控制預緊力有哪些方法？ 螺紋連接防松的本質(zhì)是什么？螺紋連接防松的本質(zhì)是什么？ 有哪些常用的防松措施？有哪些常用的防松措施？ 摩擦防松的原理是什么？摩擦防松的原理是什么？ 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設計螺栓

28、組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設計 螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析 第五節(jié)第五節(jié) 螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 67 螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設計的任務螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設計的任務 |選定螺栓的數(shù)目及布置形式選定螺栓的數(shù)目及布置形式 |確定螺栓連接的結(jié)構(gòu)尺寸確定螺栓連接的結(jié)構(gòu)尺寸 對于不重要連接采用類比法對于不重要連接采用類比法 重要連接應根據(jù)工作載荷分析各螺栓的受力重要連接應根據(jù)工作載荷分析各螺栓的受力 情況，找出受力最大的螺栓進行校核。情況，找出受力最大的螺栓進行校核。 機械電子工程學院機械電子工程學院 一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計 |

29、 目的目的 | 合理確定連接接合面的形狀和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和連接合理確定連接接合面的形狀和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和連接 接合面受力均勻，便于加工和裝配。接合面受力均勻，便于加工和裝配。 | 應考慮的問題應考慮的問題 | 接合面形狀使螺栓組的分布中心與聯(lián)接接合面的形心重合。接合面形狀使螺栓組的分布中心與聯(lián)接接合面的形心重合。 | 螺栓的布置應使各螺栓受力合理。螺栓的布置應使各螺栓受力合理。 | 螺栓的排列應有合理的間距、邊距。螺栓的排列應有合理的間距、邊距。 | 分布在同一圓周的螺栓數(shù)目，宜取偶數(shù)。分布在同一圓周的螺栓數(shù)目，宜取偶數(shù)。 | 同一組螺栓材料、尺寸均應相同。同一組螺

30、栓材料、尺寸均應相同。 | 避免螺栓承受偏心載荷。避免螺栓承受偏心載荷。 機械電子工程學院機械電子工程學院 便于加工制造和對稱布置螺栓；便于加工制造和對稱布置螺栓； 保證連接結(jié)合面受力均勻。保證連接結(jié)合面受力均勻。 1.使螺栓組的分布中心與連接接合面的形心重合，接合使螺栓組的分布中心與連接接合面的形心重合，接合 面設計成軸對稱圖形。面設計成軸對稱圖形。 圓環(huán)圓環(huán)圓形圓形三角形三角形 矩形框矩形框矩形矩形 一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計 機械電子工程學院機械電子工程學院 2. 2. 螺栓的布置應使各螺栓受力合理。螺栓的布置應使各螺栓受力合理。 承受轉(zhuǎn)矩或翻轉(zhuǎn)力矩的時，盡量使螺栓

31、靠近連接接合面的邊緣。承受轉(zhuǎn)矩或翻轉(zhuǎn)力矩的時，盡量使螺栓靠近連接接合面的邊緣。 鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向成排布置鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向成排布置8個個 以上的螺栓。以上的螺栓。 機械電子工程學院機械電子工程學院 3. 3. 螺栓的排列應有合理的間距、邊距。螺栓的排列應有合理的間距、邊距。 足夠的扳手空間足夠的扳手空間 t0 螺栓間距t0 工作壓力 (MPa) 7d 4.5d 4.5 4d 3.5 3d t0 (mm) 1.6 1.6 4 410 1016 1620 2030 d 有密封性要求時有密封性要求時 要控制要控制t0 機械電子工程學院機械電子工程

32、學院 4.4.分布在同一圓周的螺栓數(shù)目，宜取偶數(shù)。分布在同一圓周的螺栓數(shù)目，宜取偶數(shù)。 以便在圓周上鉆孔時，分度和劃線。以便在圓周上鉆孔時，分度和劃線。 機械電子工程學院機械電子工程學院 5. 5. 避免螺栓承受偏心載荷。避免螺栓承受偏心載荷。 保證接合面平整保證接合面平整 機械電子工程學院機械電子工程學院 二、螺栓組連接的受力分析二、螺栓組連接的受力分析 |目的：目的： |根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，找出受力最大的螺根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，找出受力最大的螺 栓并求出其所受的力，以便進行強度計算。栓并求出其所受的力，以便進行強度計算。 橫向載荷橫向載荷扭轉(zhuǎn)力矩扭轉(zhuǎn)力矩軸向載荷軸向載荷翻轉(zhuǎn)力矩翻

33、轉(zhuǎn)力矩 四種基本載荷四種基本載荷 機械電子工程學院機械電子工程學院 幾點假設幾點假設 所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同；所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同； 螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合； 受載后連接接合面仍保持為平面。受載后連接接合面仍保持為平面。 機械電子工程學院機械電子工程學院 1.受橫向載荷的螺栓組連接 外載荷特點：外載荷特點：橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺 栓組的對稱中心。栓組的對稱中心。 機械電子工程學院機械電子工程學院 FKzifF S0 或或 Ks為防滑系數(shù)，設計中

34、為防滑系數(shù)，設計中 可取可取Ks =1.11.3。i為接合為接合 面數(shù)，面數(shù)，z為螺栓個數(shù)。為螺栓個數(shù)。 （1 1）采用）采用受拉普通螺栓連接受拉普通螺栓連接時：時： 機械電子工程學院機械電子工程學院 2021-8-1 School of Mechatronics Engineering, UESTC 78 F F 連接的載荷連接的載荷 螺栓的受力螺栓的受力 （2 2）采用）采用受剪鉸制孔用螺栓聯(lián)接受剪鉸制孔用螺栓聯(lián)接時：時： 螺栓受到剪切和擠壓，被連接件受到擠壓。螺栓受到剪切和擠壓，被連接件受到擠壓。 iz F FS 機械電子工程學院機械電子工程學院 連接處破壞的形式連接處破壞的形式 剪切破

35、壞剪切破壞 沿螺栓桿的剪切面剪斷。沿螺栓桿的剪切面剪斷。 擠壓破壞擠壓破壞 螺栓桿和孔壁的擠壓破壞。螺栓桿和孔壁的擠壓破壞。 拉伸破壞拉伸破壞 被連接件因螺栓連接，在通孔被連接件因螺栓連接，在通孔 處截面受到削弱，應力增大，易被處截面受到削弱，應力增大，易被 拉斷。拉斷。 （2 2）采用）采用受剪鉸制孔用螺栓連接受剪鉸制孔用螺栓連接時：時： 機械電子工程學院機械電子工程學院 2.受扭轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接受扭轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接 在在T作用下，底板有繞通過螺栓組中心作用下，底板有繞通過螺栓組中心 的軸線的軸線OO旋轉(zhuǎn)的趨勢，每個螺栓連接旋轉(zhuǎn)的趨勢，每個螺栓連接 都受有橫向力。都受有橫向力。 兩種連接

36、方式：兩種連接方式： 受拉普通螺栓連接受拉普通螺栓連接 受剪鉸制孔用螺栓連接受剪鉸制孔用螺栓連接 機械電子工程學院機械電子工程學院 假設：各螺栓連接的預緊力相同，接合面的摩擦力集中假設：各螺栓連接的預緊力相同，接合面的摩擦力集中 作用在各螺栓中心處，與螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的連作用在各螺栓中心處，與螺栓中心至底板旋轉(zhuǎn)中心的連 線垂直。線垂直。 （1 1）采用）采用受拉普通螺栓連接受拉普通螺栓連接時：時： TO 0 fF 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 機械電子工程學院機械電子工程學院 z i i s z s rf TK rrrf TK F 1 21 0 TKrrrfF sz

37、210 根據(jù)平衡條件及防止接觸面滑移條件：根據(jù)平衡條件及防止接觸面滑移條件： z i i s rf TK F 1 min,0 TO 0 fF 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 機械電子工程學院機械電子工程學院 假設底板為假設底板為剛體剛體，各螺栓的工作載荷與其中心至底，各螺栓的工作載荷與其中心至底 板旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直，各螺栓的板旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直，各螺栓的剪切剛度相同剪切剛度相同。忽略。忽略 連接中的預緊力和摩擦力。連接中的預緊力和摩擦力。 （2 2）采用）采用受剪鉸制孔用螺栓連接受剪鉸制孔用螺栓連接時：時： TO 1s F 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 10s F 10 r 4s F 4 r 機械電子工程學院機械電子工程學院 TO 1s F 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 10s F 10 r 4s F 4 r z i ii TrF 1 超靜定問題超靜定問題 底板不變形，僅螺栓產(chǎn)生剪切變形。底板不變形，僅螺栓產(chǎn)生剪切變形。 距離中心距離中心O越遠，螺栓的剪切變形越大，螺栓的剪越遠，螺栓的剪切