機(jī)械設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接課件

1、機(jī)械設(shè)計(jì)第二章 螺紋聯(lián)接焊接過(guò)盈聯(lián)接成形聯(lián)接第二章 螺紋聯(lián)接2-1 螺紋聯(lián)接的類型與應(yīng)用2-2 螺紋聯(lián)接的擰緊和防松2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析2-4 單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算2-5 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施2-1 螺紋聯(lián)接的類型與應(yīng)用一、螺紋 1.分類 按照母體形狀：圓柱螺紋和圓錐螺紋 按照牙型：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋按照用途：聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋按照螺旋線的旋向：左旋螺紋和右旋螺紋按照螺旋線的數(shù)目：?jiǎn)尉€螺紋和多線螺紋 2-1 螺紋聯(lián)接的類型與應(yīng)用2.螺紋主要參數(shù) (1)大徑d（公稱直徑）：螺紋的最大直徑 (2)小徑d1：螺紋的最小直徑 (3)中徑d2 ：母線上牙型溝槽和凸起寬度相

2、等的假想圓柱的直徑 (4)螺距P：相鄰兩牙上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離 (5)螺旋線數(shù)n：分單線、雙線和多線 (6)導(dǎo)程S：螺紋牙上任一點(diǎn)沿螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離 (7)螺旋升角 ：中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線平面的夾角 (8)牙型角 ：軸向截面內(nèi)，螺紋牙兩側(cè)邊間的夾角 (9)牙側(cè)角 ：軸向截面內(nèi)，螺紋牙側(cè)邊與垂直于螺紋軸線的截面間的夾角 (10)工作高度h：內(nèi)、外螺紋的牙型上，牙側(cè)重合部分的徑向距離 2-1 螺紋聯(lián)接的類型與應(yīng)用二、螺紋聯(lián)接的主要類型 1.螺紋聯(lián)接件 螺栓、螺釘、緊定螺釘、環(huán)首螺釘雙頭螺柱 、螺母、墊圈 2.螺紋聯(lián)接的主要類型及相應(yīng)特點(diǎn)和應(yīng)用 螺 栓 聯(lián) 接 雙頭螺柱

3、聯(lián)接 螺 釘 聯(lián) 接 緊定螺釘聯(lián)接 2-1 螺紋聯(lián)接的類型與應(yīng)用三、螺紋聯(lián)接的工程應(yīng)用轎車機(jī)床摩托車飛機(jī)機(jī)翼發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸化工管道自行車鎖緊螺母汽車輪胎三、螺紋聯(lián)接的工程應(yīng)用2-2 螺紋聯(lián)接的擰緊和防松一、螺紋聯(lián)接的擰緊 1.擰緊的目的： 增強(qiáng)螺紋聯(lián)接的剛性、緊密性和可靠性 受拉螺栓聯(lián)接：提高螺栓的疲勞強(qiáng)度 受剪螺栓聯(lián)接：增大聯(lián)接的摩擦力 2.擰緊過(guò)程分析 12tTTTk F d 134TTT擰緊力矩： 螺紋力矩： 2-2 螺紋聯(lián)接的擰緊和防松二、螺紋聯(lián)接的防松 1.防松的必要性 靜載荷下，螺紋聯(lián)接滿足條件： ，即可自鎖。v？2.防松的根本問(wèn)題 ：防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 3.防松的方法和裝置 利用摩

4、擦 直接鎖住 破壞螺紋副關(guān)系 沖擊、振動(dòng)或者變載荷，溫度劇烈變化2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析一、任務(wù)和假設(shè) 任務(wù)：求出聯(lián)接中各螺栓受力的大小，特別是確定出受力最大的螺栓及其所受載荷。 假設(shè)：被聯(lián)接件為剛體；螺栓的變形在彈性范圍內(nèi)；各螺栓的拉伸剛度和剪切剛度相同；各螺栓預(yù)緊力相同。 2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析二、受拉螺栓組聯(lián)接受力分析 1.承受橫向力 2.承受旋轉(zhuǎn)力矩 sfRF mzk FfRsk FFmz s1s2szfF rF rF rk Tfs12zk TFrrr 2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析3.承受軸向力 zFFz4.承受翻轉(zhuǎn)力矩 11102221110MrFFrrr靜力平衡條件： 1

5、 12 2z zFrF rF rM變形協(xié)調(diào)條件： 12z12zFFFrrr2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析在橫向載荷作用下，受拉螺栓聯(lián)接特點(diǎn)： 聯(lián)接靠摩擦力傳遞載荷，而摩擦力由預(yù)緊力作用而產(chǎn)生， 故此應(yīng)由接合面不滑移條件來(lái)確定所需預(yù)緊力值；各螺栓受力相等，均為預(yù)緊力，而且加載前后保持不變。1z 1ms0.15f1.2k 僅受橫向力作用而無(wú)軸向工作載荷時(shí) ，若取，則R8FF 2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析三、受剪螺栓組聯(lián)接受力分析 1.承受橫向力 2.承受旋轉(zhuǎn)力矩 sRzFFRsFFz靜力平衡條件： 變形協(xié)調(diào)條件： TrFrFrFzsz22s11ss1s2sz12zFFFrrr1s1s4s5s8222

6、128TrFFFFrrr2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析四、預(yù)緊力和工作載荷聯(lián)合作用下受拉螺栓聯(lián)接受力分析 2-3 螺栓組聯(lián)接的受力分析不離縫條件： 0F 0.2 0.6FF 0.6 1.0FF 1.51.8FF工作載荷不變 工作載荷變化 重要緊密聯(lián)接 靜力平衡條件： 0FFF變形協(xié)調(diào)條件： 012FFFFcc212cFFFcc212cFFFcc1012FccFcF相對(duì)剛度系數(shù) 2-4 單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算失效形式 軸向載荷 橫向載荷 靜變螺栓的疲勞斷裂 螺栓桿剪斷、栓桿或被聯(lián)接件孔接觸表面擠壓破壞 螺紋部分的塑性變形或螺栓被拉斷計(jì)算直徑 輾制螺紋 c12126Hddd車制螺紋 c1dd計(jì)算準(zhǔn)則 抗

7、 拉 強(qiáng) 度 抗 剪 強(qiáng) 度 抗擠壓強(qiáng)度 2-4 單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算一、受拉螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 1.松聯(lián)接 2.緊聯(lián)接 (1)僅受預(yù)緊力作用 抗拉強(qiáng)度條件 2c4Fd c4Fd 2c4Fdv212v3T3ccctan22 tan1616FdTdddd；22eT31.3第四強(qiáng)度理論 2c1.34Fd c1.34Fd 2-4 單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算(2)受預(yù)緊力和工作載荷聯(lián)合作用 01a12122FFcFFcc拉力變幅： 應(yīng)力幅條件（變載時(shí)適用）： a1aa122cc242FcFccdd02c4Fd0v22v3cTctan22 tan16Fdddd； 02c1.34Fd 0c1.34Fd ；考慮工作狀態(tài)

8、下的補(bǔ)充擰緊 變載荷零件疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅 2-4 單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算二、受剪螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 抗剪切強(qiáng)度條件： s24Fd m抗擠壓強(qiáng)度條件： sppFdh2-5 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施一、改善螺紋牙間載荷分布 二、避免或減小附加彎曲應(yīng)力 三、適當(dāng)增大預(yù)緊力 四、減小應(yīng)力集中 五、減小應(yīng)力幅 六、提高材料力學(xué)性能和改進(jìn)制造工藝 螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)實(shí)例作業(yè)題P36 題2-6 思 考 題思 考 題思 考 題思 考 題思 考 題利用摩擦彈簧墊圈防松直接鎖住開(kāi)口銷與槽形螺母防松串聯(lián)金屬絲防松破壞螺紋副關(guān)系受拉螺栓組聯(lián)接承受旋轉(zhuǎn)力矩 Back受拉螺栓組聯(lián)接承受翻轉(zhuǎn)力矩 Back受剪螺栓組聯(lián)接承受橫向力 BackBa