機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)最好的PPT機(jī)械設(shè)計5螺紋聯(lián)接(精品)

1、第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接的類型聯(lián)接的類型 機(jī)械聯(lián)接有兩大類：動聯(lián)接和靜聯(lián)接。靜聯(lián)接又分為可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接，其種類如下： 靜聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接螺紋聯(lián)接鍵（包括非導(dǎo)向平鍵、花鍵、半圓鍵等）、銷聯(lián)接楔聯(lián)接鉚接焊接膠接彈性環(huán)聯(lián)接過盈聯(lián)接第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接第第5 5章章 螺紋聯(lián)接與螺旋傳動螺紋聯(lián)接與螺旋傳動5.1 5.1 螺紋螺紋5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件5.3 5.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5.4 5.4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算5.6 5.6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計螺紋組聯(lián)接的設(shè)計5.7

2、5.7 螺紋聯(lián)接件的材料與許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料與許用應(yīng)力5.8 5.8 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.1 5.1 螺紋螺紋一、螺紋的類型和應(yīng)用 螺紋有外螺紋與內(nèi)螺紋之分，它們共同組成螺旋副。 螺紋按工作性質(zhì)分為聯(lián)接用螺紋和傳動用螺紋。 聯(lián)接用螺紋的當(dāng)量摩擦角較大，有利于實現(xiàn)可靠聯(lián)接；傳動用螺紋的當(dāng)量摩擦角較小，有利于提高傳動的效率。 常用螺紋的類型主要有普通螺紋、米制錐螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋。其中除矩形螺紋外，都已標(biāo)準(zhǔn)化。普通螺紋 牙型為等邊三角形，牙型角為60。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗牙和

3、細(xì)牙。細(xì)牙螺紋的螺距小，升角小，自鎖性好，聯(lián)接強(qiáng)度高，因牙細(xì)不耐磨，容易滑扣。一般聯(lián)接多用粗牙螺紋。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.1 5.1 螺紋螺紋管螺紋或米制錐螺紋管螺紋：牙型角 a55，牙頂有較大的圓角，螺紋分布在圓錐管壁上。螺紋旋合后，利用本身的變形就可以保證聯(lián)接的緊密性，不需要任何填料。適用于管子、管接頭、旋塞、閥門和其它螺紋聯(lián)接的附件。米制錐螺紋：牙型角 a60，牙頂為平頂，錐度為1:16。55矩形螺紋 牙型角a=0的正方形，其傳動效率較其它螺紋高，但牙根強(qiáng)度弱，螺旋副磨損后，間隙難以修復(fù)和補(bǔ)償，傳動精度降低。目前尚未標(biāo)準(zhǔn)化，已逐漸被梯形螺紋所代替。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.1 5.1

4、 螺紋螺紋 牙型角 a30的等腰梯形。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。梯形螺紋是最常用的傳動螺紋。30梯形螺紋 牙型為不等腰梯形，工作面的牙側(cè)角為3，非工作面的牙側(cè)角為30。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點，但只能用于單向受力的螺紋聯(lián)接或螺旋傳動中。鋸齒形螺紋第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.1 5.1 螺紋螺紋二、螺紋的主要參數(shù)大徑d即螺紋的公稱直徑。小徑d1常用于聯(lián)接的強(qiáng)度計算。中徑d2常用于聯(lián)接的幾何計算。螺距P螺紋相鄰兩個牙型上對應(yīng)點間的軸向距離。牙型角a螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。升角y螺旋線的切

5、線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。線數(shù)n螺紋的螺旋線數(shù)目。螺紋主要幾何參數(shù)導(dǎo)程S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，S=nP。接觸高度h。 第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一、螺紋聯(lián)接的基本類型1. 螺栓聯(lián)接 分普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接。 普通螺栓聯(lián)接：被聯(lián)接件的通孔與螺栓桿之間留有間隙。通孔的加工精度要求較低，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，應(yīng)用十分廣泛。螺栓孔的直徑大約是螺栓直徑的1.1倍。鉸制孔用螺栓聯(lián)接：被聯(lián)接件通孔與螺栓桿之間采用基孔制過渡配合，聯(lián)接能精確固定被聯(lián)接件的相對位置，并能承受橫向載荷，但對孔的加工精度要求較

6、高。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件2. 螺釘聯(lián)接和雙頭螺柱聯(lián)接螺釘聯(lián)接：螺釘聯(lián)接的特點是螺釘直接擰入被聯(lián)接件的螺紋孔中，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。但當(dāng)要經(jīng)常拆卸時，易使螺紋孔磨損，故多用于受力不大，不需經(jīng)常拆卸的場合。雙頭螺柱聯(lián)接：雙頭螺柱聯(lián)接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓聯(lián)接的場合，且需要經(jīng)常拆卸的場合。d0dd第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件3. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接：緊定螺釘聯(lián)接是利用擰入的螺釘末端頂住另一零件的表面或頂入相應(yīng)的凹坑中，以固定兩個零件的相對位置，并可同時傳遞不太大的力或

7、力矩。 除上述聯(lián)接的基本類型外，在機(jī)器中，還有一些特殊結(jié)構(gòu)的螺紋聯(lián)接。如：T型槽螺栓聯(lián)接地腳螺栓聯(lián)接吊環(huán)螺釘聯(lián)接AAdd0BS第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件六角頭螺栓：普通六角頭螺栓的種類很多，應(yīng)用最廣。精度分為、三級，通用機(jī)械中多用級。螺桿部可制出一段螺紋或全螺紋，螺紋有粗牙和細(xì)牙之分。sklblblA型B型雙頭螺柱：螺柱兩端都制有螺紋，兩端螺紋可相同或不同，螺柱可帶退刀槽或制成腰桿，也可制成全螺紋的螺柱。螺釘緊定螺釘標(biāo)注示例：螺栓GB5782-86 M1280第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.2 5.2 螺紋聯(lián)接的類型與

8、標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件自攻螺釘六角螺母：根據(jù)螺母厚度的不同，螺母分為標(biāo)準(zhǔn)螺母和薄型螺母兩種。薄型螺母常用于受剪力的螺栓上或空間尺寸受限制的場合。螺母的制造精度與螺栓相同，分為、三級，分別與相同級別的螺栓配用。墊圈smbb圓螺母：圓螺母常與止動墊圈配用，裝配時將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，而將墊圈的外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。常作為滾動軸承的軸向固定用。h第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.3 5.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊預(yù)緊力：螺紋聯(lián)接在裝配時需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間

9、出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預(yù)緊力的確定原則：擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限ss的80%。預(yù)緊力的控制：利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小。通?？刹捎脺y力矩扳手或定力矩扳手，對于重要的螺栓聯(lián)接，也可以采用測定螺栓伸長的方法來控制預(yù)緊力。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.3 5.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊12測力矩扳手定力矩扳手卡盤圓柱銷彈簧螺釘?shù)诙诙?聯(lián)接聯(lián)接5.3 5.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 采用測力矩扳手或定力矩扳手控制預(yù)緊力，準(zhǔn)確性較差，也不適用與大型的螺栓聯(lián)接。為此，可以采用測定螺栓伸長的方法來控制預(yù)緊力。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.3 5.3 螺紋聯(lián)

10、接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系 若使螺栓和被聯(lián)接件之間產(chǎn)生預(yù)緊力F 0，擰緊螺母時，需要克服螺旋副的螺紋力矩T1和螺母的承壓面力矩T2，因此擰緊力矩T= T1+ T2。 202030302032)(21dDdDftgdFTcVy螺旋副的擰緊力矩 式中，f為螺旋副間的摩擦系數(shù)；fc為螺母與支承面間的摩擦系數(shù)；v為螺旋副的當(dāng)量摩擦角，)155. 1arctan(fv擰緊力矩的近似值為dFT02 . 0第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.4 5.4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松在沖擊、振動或變載荷作用下，或在高溫或溫度變化較大的情況下，螺紋聯(lián)接中的預(yù)緊力和摩擦力會逐漸減小或可能瞬時消失，導(dǎo)致

11、聯(lián)接失效。防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按工作原理的不同，防松方法分為摩擦防松、機(jī)械防松等。此外還有一些特殊的防松方法，例如鉚沖防松、在旋合螺紋間涂膠防松等。對頂螺母防松彈簧墊圈防松第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.4 5.4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松自鎖螺母防松開口銷與六角螺母防松止動墊圈防松串聯(lián)鋼絲防正確不正確第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的失效形式：主要是指螺紋聯(lián)接件的失效。對于受拉螺栓，其失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。對于受剪螺栓，其失效形式可能是螺栓桿被剪斷或螺栓桿和孔壁的貼合面被壓潰。螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算的目的

12、是根據(jù)強(qiáng)度條件確定螺栓直徑，而螺栓和螺母的螺紋牙及其他各部分尺寸均按標(biāo)準(zhǔn)選定。螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算主要與聯(lián)接的裝配情況（預(yù)緊或不預(yù)緊）、外載荷的性質(zhì)和材料性能等有關(guān)。螺紋聯(lián)接的失效形式65%20%15%一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算 松螺栓聯(lián)接裝配時，螺母不需要擰緊。在承受工作載荷之前，螺栓不受力。當(dāng)承受工作載荷F時，螺栓所受的工作拉力為F ，則螺栓危險截面的拉伸強(qiáng)度條件為第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算起重吊鉤二、緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算1僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接2承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接 3承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 F421ssdF41sFd 或第二篇第二

13、篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算承受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接1僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接 進(jìn)行僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度計算，應(yīng)綜合考慮拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。 螺栓危險截面的拉伸應(yīng)力為： F0F0FF2104dFs螺栓危險截面的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 sy5 . 0162)tan(312v0ddF根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計算應(yīng)力為：第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算減載銷螺栓危險截面的拉伸強(qiáng)度條件為： 為了提高螺栓聯(lián)接的可靠性，可采用具有減載零件的緊螺栓聯(lián)接，其聯(lián)接強(qiáng)度按減載零件的強(qiáng)度條件計算。sssss3 . 1)5 .

14、 0(332222ca ss210ca43 . 1dF減載套筒減載鍵第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算受預(yù)緊力和工作拉力的螺栓聯(lián)接2承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接 這種緊螺栓聯(lián)接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被聯(lián)接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。總拉力還受到螺栓剛度及被聯(lián)接件剛度的影響，見單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖。 螺栓受預(yù)緊力F0后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的總拉力為F2。 設(shè)：F1為殘余與緊力，b為螺栓受F0拉伸作用時的伸長量；m為被聯(lián)接件在F0壓縮作用下的壓縮量；F2為螺栓承受工作載荷F時的總拉力，相應(yīng)的總伸長

15、量為b+。FDDp第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算 顯然，螺栓的總拉力等于殘余預(yù)緊力與工作拉力之和，即 下面推導(dǎo)螺栓預(yù)緊力F0與殘余預(yù)緊力F1、總拉力F2、工作載荷F之間的關(guān)系。根據(jù)虎克定律得：FFF12mmmmmbbbbbCFFCFFFCFCFFFCFFFFFCF010110010110式中，Cb、Cm分別表示螺栓和被聯(lián)接件的剛度，為常量。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算 關(guān)鍵：螺栓變形量的改變等于被聯(lián)接件變形量的改變且符號相反。各載荷之間的關(guān)系： 為了保證聯(lián)接的緊密性，防止聯(lián)接受載后結(jié)合面產(chǎn)生縫隙，應(yīng)使F1

16、0。FCCCFFmbm10FCCCFFmbm01FCCCFFmbb02式中：mbbCCC為螺栓的相對剛度，其取值范圍為 01。 靜強(qiáng)度條件：考慮到螺栓可能需要補(bǔ)充擰緊，將總拉力增加30%以考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。于是螺栓危險截面的拉伸強(qiáng)度條件為 ss4/3 . 1212cadF第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算疲勞強(qiáng)度校核 對于受軸向變載荷的聯(lián)接，還應(yīng)對螺栓的疲勞強(qiáng)度作精確校核。校核方法如下： 當(dāng)工作拉力在0F之間變化時，螺栓所受拉力變化范圍為F0 F2，螺栓危險截面的最大和最小拉應(yīng)力分別為 Ob力變形mOm時間螺栓中總拉力的變化b212max4dFs21

17、0min4dFs第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算應(yīng)力幅為21minmax22dFCCCmbbasss按min=C進(jìn)行疲勞強(qiáng)度較核計算，得最大應(yīng)力計算安全系數(shù))2)()(2minmin1ssysysssssatccaKKS設(shè)計步驟：q 求工作拉力F； q 選定殘余預(yù)緊力F1；q 計算螺栓總拉力F2；q 進(jìn)行螺栓強(qiáng)度計算。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.5 5.5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：3承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 對于鉸制孔螺栓聯(lián)接，應(yīng)分別按擠壓及剪切強(qiáng)度條件計算。計算時假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力分布是均勻的，且不考慮預(yù)緊

18、力和摩擦力矩的影響。 螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：FFd0Lmin承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接Pmin0PssLdF 204dF第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計 大多數(shù)機(jī)械中螺栓都是成組使用的。在設(shè)計螺栓組聯(lián)接時，關(guān)鍵是聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計。它是根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式。各螺栓之間的距離大小既要保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應(yīng)留有足夠的扳手空間。q 為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證聯(lián)接結(jié)合面受力均勻，通常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀。q 為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布

19、在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)。q 螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。q 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。q 避免螺栓承受附加的彎曲載荷。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計二、螺栓組聯(lián)接的受力分析q 受力分析的目的：根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算。q 受力分析時的假設(shè)：1)所有螺栓的材料、幾何尺寸和預(yù)緊力均相同；2）螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；3）受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。FFFF受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接 1受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接 計算假設(shè)：在橫向總載荷F的作用下，各螺栓所承擔(dān)的工

20、作載荷均相等。對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，每個螺栓所受的橫向工作剪力為 第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計FFFF受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接 設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為F0，其平衡條件為zFF式中z為螺栓數(shù)目 對于普通螺栓聯(lián)接，應(yīng)保證聯(lián)接預(yù)緊后，結(jié)合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。FKzifFS0fziFKFS0或式中，f為接合面間的摩擦系數(shù)；i接合面數(shù)；Ks防滑系數(shù)。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接2受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接 如圖所示，采用普通螺栓聯(lián)接時，假設(shè)各螺栓預(yù)緊程度相同，且摩擦力集中作用在螺栓中心處

21、。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡條件，00imaxfFfFTriOOTFrFTKfrFfrFfrFsz02010 ziirfTKF1S0 采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。TrFziii1iirFrFmaxmaxZiirTrF12maxmax第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接3受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接 如圖所示，若作用在螺栓組上軸向總載荷F作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為： 通常，各個螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，當(dāng)聯(lián)接要有保證的殘余預(yù)緊力為F1時，每

22、個螺栓所承受的總載荷F2為FDDpzFFF2 = F1 + F第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接 傾覆力矩 M 作用在聯(lián)接接合面的一個對稱面內(nèi)，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已擰緊并承受預(yù)緊力F0。 作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆力矩M平衡，即：最大工作載荷：LiLmaxF0sp（F0引起）F0sp1（F1引起）F2F2msp2（F1m引起）4受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接ziLFM1iiZiLMLF12imaxmaxmaxmaxLLFFii第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.6 5.6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計代表由于加載而在地基接合面上產(chǎn)生的附加

23、擠壓應(yīng)力的最大值， 為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：0pmaxpminpmaxpmaxssssssspppmaxpsWMCCCMWbmmp1maxs 計算受傾覆力矩的螺栓組的強(qiáng)度時，先由預(yù)緊力、最大工作載荷確定受力最大的螺栓總拉力F2，即maxmbb02FCCCFF 在實際使用中，螺栓組聯(lián)接所受的工作載荷常常是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.7 5.7 螺紋聯(lián)接件的材料與許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料與許用應(yīng)力一、螺紋聯(lián)接件材料 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?0級，螺母的性能等級分為 7級。在一般用途的設(shè)計中，通常選用4.8級左右的螺栓

24、，在重要的或有特殊要求設(shè)計中的螺紋聯(lián)接件，要選用高的性能等級，如在壓力容器中常采用8.8級的螺栓。 常用的螺紋聯(lián)接件材料為Q215、Q235、35、45等碳素鋼。當(dāng)強(qiáng)度要求高時，還可采用合金鋼，如15Cr、40Cr等。二、螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力q 螺紋聯(lián)接件的許用拉應(yīng)力q 螺紋聯(lián)接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力SssssSsPsPSss（被聯(lián)接件為鋼）PBPSss（被聯(lián)接件為鑄鐵）第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.8 5.8 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，主要影響因素有：螺紋牙的載荷分配、應(yīng)力變化幅度、應(yīng)力集中、附加應(yīng)力和材料的機(jī)械性能等。一、降低影響螺

25、栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅 21minmax22dFCCCmbbasss 所以采取如下措施都可以達(dá)到減小總拉力的變動范圍：q 減小螺栓的剛度適當(dāng)增加螺栓長度，減小螺栓桿截面積，在螺母下面安裝彈性元件q 增大被聯(lián)接件的剛度不用墊片或采用剛度較大的墊片 第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.8 5.8 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施二、改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象 螺栓和螺母螺紋牙所受的載荷主要集中在螺紋牙的最初幾圈上，加厚螺母不能提高連接強(qiáng)度，應(yīng)從改善結(jié)構(gòu)入手 。通常采用均載螺母結(jié)構(gòu)。螺母體螺栓桿F旋合螺紋變形示意普通螺母加厚螺母旋合螺紋間的載荷分布第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.8 5.8 提高螺紋聯(lián)接

26、強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施三、減小應(yīng)力集中的影響 減小應(yīng)力集中影響可以在螺栓上的螺紋、螺栓頭和螺栓桿的過渡處以及螺栓橫截面突變處等應(yīng)力集中較大處卸荷結(jié)構(gòu)來達(dá)到。ddd加大圓角卸載槽卸載過渡結(jié)構(gòu)第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.8 5.8 提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施為了避免螺紋聯(lián)接產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，可以采取球面墊圈等措施來達(dá)到；同時應(yīng)對螺母、螺栓頭部和被聯(lián)接件的支承面加工要求。球面墊圈腰環(huán)螺栓聯(lián)接四、采用合理的制造工藝方法 可采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法，熱處理方法等。 冷鐓和滾壓加工螺栓中的金屬流線第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動一、螺旋傳動的類型

27、和應(yīng)用 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞動力。 根據(jù)螺桿和螺母的相對運(yùn)動關(guān)系，螺旋傳動的常用運(yùn)動形式主要有兩種：一是螺母移動，另一是螺桿移動。 螺旋傳動按其用途不同，可分為以下三種類型： 1）傳力螺旋，2）傳導(dǎo)螺旋和 3）調(diào)整螺旋。 螺旋傳動按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為 滑動螺旋、滾動螺旋和靜壓螺旋。 第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 1滑動螺旋的結(jié)構(gòu) 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式，主要考慮工作剛度與精度和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。 螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺

28、母和剖分螺母等形式，主要考慮軸向間隙的補(bǔ)償問題。 固定螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整楔快組合螺母 2滑動螺旋的材料 螺桿的材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母的材料除了要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料相配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動三、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算 通常，滑動螺旋的失效形式主要是螺紋磨損，其設(shè)計是根據(jù)耐磨性條件進(jìn)行。同時，根據(jù)不同工作條件和要求，還可能進(jìn)行如下計算：螺桿危險截面及螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算、自鎖性校核、剛度校核或計算、穩(wěn)定性校核、臨界轉(zhuǎn)速校核等。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)可能的失效形式選擇不同的設(shè)計準(zhǔn)則，不必逐項進(jìn)行校核。 1耐磨性計算 滑動螺旋的耐

29、磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件： hzlF/uD(D2)d2d1FD1d螺母螺桿螺旋副受力第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動 設(shè)計計算時，可令=H/d2，代入上式，求出d2，然后選取相應(yīng)的公稱直徑及螺距。 22phHdFPhudFAFp2phFPd 對有自鎖性要求的螺旋傳動，應(yīng)校核自鎖條件：計計算時，可令=H/d2，代入上式，求出d2，然后選取相應(yīng)的公稱直徑及螺距。 vvffarctgcosarctgy第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動式中，F(xiàn)為螺桿所受的軸向壓力（或拉力），T為螺桿所受的扭矩， 2螺桿的強(qiáng)度計算 螺桿工作時承受軸向力

30、F和扭矩T作用，校核螺桿強(qiáng)度時應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險截面的計算應(yīng)力，其強(qiáng)度條件為 332222sssTcaWTAF3)(2dFtgTvy1621dWT 3螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算 螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。其剪切強(qiáng)度條件為第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接5.9 5.9 螺旋傳動螺旋傳動彎曲強(qiáng)度條件為 當(dāng)螺桿和螺母的材料相同時，應(yīng)校核螺桿螺紋牙的強(qiáng)度F/u D D2aa螺母螺紋圈的受力DbuFbbuDbFl62ss 4螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計算 對于非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的螺母，應(yīng)對可能產(chǎn)生破壞的部位進(jìn)行強(qiáng)度校核。 5螺桿的穩(wěn)定性計算 對于長徑比大的螺桿，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)

31、定性計算。螺桿的穩(wěn)定性條件為 scrscSFFS第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖 未預(yù)緊F0F0F0F0F1F1F1F1FF已預(yù)緊已承受工作載荷第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接螺栓的布置對受力的影響螺栓的布置對受力的影響 合理不合理對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，不要在平衡于工作載荷的方向上成排地布置個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均；當(dāng)螺栓聯(lián)接彎距或轉(zhuǎn)距時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近聯(lián)接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力；當(dāng)同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，采用抗剪零件來承受橫向載荷。第二篇第二篇 聯(lián)接聯(lián)接螺栓排列的要求螺栓排列的要求 布置螺栓時，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機(jī)體壁間的最小距離應(yīng)根據(jù)扳手所需活動空間的大小來決定。扳手空間的尺寸見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于壓力容器等緊密性要求較高的重要聯(lián)接，螺栓的間距不大于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所推薦的取值。Bd