第5章 螺紋連接

1、5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)threaded threaded connecation and screw thansmission connecation and screw thansmission 5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)聯(lián)

2、接概述聯(lián)接概述聯(lián)接的分類聯(lián)接的分類: :動(dòng)聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：靜聯(lián)接靜聯(lián)接：靜聯(lián)接靜聯(lián)接可拆聯(lián)接：可拆聯(lián)接：不可拆聯(lián)接：不可拆聯(lián)接：過盈聯(lián)接過盈聯(lián)接不須毀壞聯(lián)接中的任何一個(gè)零件就可拆開的聯(lián)接。至少毀壞聯(lián)接中的一部分才能拆開的聯(lián)接即各種運(yùn)動(dòng)副。即各種運(yùn)動(dòng)副。在機(jī)器工作中，不允許零部件之在機(jī)器工作中，不允許零部件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。如如螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接等。等。如如鉚接鉚接、焊接焊接、膠接膠接等。等。聯(lián)接概述聯(lián)接概述螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接聯(lián)接概述聯(lián)接概述鉚鉚 接接聯(lián)接概述聯(lián)接概述焊接的齒輪結(jié)構(gòu)焊接的齒輪結(jié)構(gòu)焊焊 接接焊接的減速箱體焊接的減速箱體聯(lián)接概述聯(lián)接概述聯(lián)接概述聯(lián)接

3、概述鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接聯(lián)接概述聯(lián)接概述5-1 螺螺 紋紋 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋的形成螺紋的形成d2螺旋線螺旋線一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)

4、的軌跡。轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。螺紋螺紋一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋螺紋5-1 5-1 螺紋螺紋5.1.1 5.1.1 螺紋的主要參數(shù)螺紋的主要參數(shù)大徑大徑d d 螺紋的螺紋的公稱直徑公稱直徑。小徑小徑d d1 1 用于聯(lián)接的用于聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算。中徑中徑d d2 2 用于聯(lián)接的幾何計(jì)算。用于聯(lián)接的幾何計(jì)算。d d1 1d d2 2d d5-1 5-1 螺紋螺紋牙型角牙型角 ，牙側(cè)角，牙側(cè)角 P/2P/2P/2P/2螺距螺距P P線數(shù)線數(shù)n n導(dǎo)程導(dǎo)程S S S S

5、= =nPnP。升角升角 2dnPtgd1d2d S SP Pdd2 2S 5-1 5-1 螺紋螺紋d2PS S自鎖自鎖條件條件 V效率效率）（vtantan影響效率和自鎖性能的幾何因素影響效率和自鎖性能的幾何因素 螺旋傳動(dòng)中應(yīng)采用多線、大螺距的螺紋以提高效率；螺紋聯(lián)接中應(yīng)采用單線、小螺距的螺紋以提高自鎖性能。 三角形螺紋的fv大，自鎖性能好，且牙根強(qiáng)度高，故常用于聯(lián)結(jié)。梯形、鋸齒形及矩形螺紋，多用于傳動(dòng)。5-1 5-1 螺紋螺紋5.1.2 5.1.2 螺旋副中的摩擦、效率和自鎖螺旋副中的摩擦、效率和自鎖傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋矩形螺紋矩形螺紋連接螺紋連接螺紋普通螺

6、紋普通螺紋管螺紋管螺紋自攻螺紋自攻螺紋5-1 5-1 螺紋螺紋5.1.3 常用螺紋的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用常用螺紋的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用Pd粗牙粗牙dP細(xì)牙細(xì)牙螺紋密封螺紋密封非螺紋密封非螺紋密封5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)

7、接的設(shè)計(jì)5.2.1 5.2.1 螺紋聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的基本類型1. 螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接 鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛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)接件普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接孔與螺桿孔與螺桿之間留有之間留有間隙間隙鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接螺桿與螺桿與孔壁接孔壁接觸觸有配合，成本高：螺桿精度、用鉸刀鉸孔凸緣凸緣聯(lián)軸器聯(lián)軸器:鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓 普通螺栓普通螺栓 對(duì)中榫對(duì)中榫 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. 雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接3. 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接可可經(jīng)經(jīng)常常

8、裝裝拆拆不不可可經(jīng)經(jīng)常常裝裝拆拆相同：一個(gè)為非通孔，裝拆較厚件注意制圖、結(jié)構(gòu)的關(guān)系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4. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(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)接件平端緊定螺釘平端緊定螺釘錐端緊定螺釘錐端緊定螺釘圓柱端緊定螺釘圓柱端緊定螺釘其它：地腳螺栓其它：地腳螺栓 吊環(huán)螺栓吊環(huán)螺栓 T T形槽螺栓形槽螺栓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1 14 4種類型螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)改錯(cuò)種類型螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)改錯(cuò)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5.6 螺

9、釘聯(lián)接適用于聯(lián)接( )。A.一個(gè)零件較厚,經(jīng)常拆卸 B.一個(gè)零件較厚,不常拆卸 C.兩個(gè)較薄零件,經(jīng)常拆卸 D. 兩個(gè)較薄零件,不常拆卸5.2.2 5.2.2 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件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)接件六角頭螺栓六角頭螺栓LL0d 精度分精度分A A、B B、C C三級(jí)，通用機(jī)械中多用三級(jí)，通用機(jī)械中多用C C級(jí)。級(jí)。 螺紋有粗牙和細(xì)牙之分。螺紋有粗牙和細(xì)牙之分。細(xì)牙螺紋用于細(xì)小零件、薄壁零細(xì)牙螺紋用于細(xì)小零件、薄壁零件或受沖擊有變載荷的聯(lián)接。件或受沖擊有變載荷的聯(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 兩

10、端螺紋可相同或不同，螺柱可帶退刀槽或制成腰桿，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。也可制成全螺紋。雙頭螺柱雙頭螺柱B型型bldA型型bld5-2 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)接件螺釘螺釘 頭部形狀有圓頭、扁圓頭、頭部形狀有圓頭、扁圓頭、六角頭、圓柱頭和沉頭等。頭部六角頭、圓柱頭和沉頭等。頭部起子槽有一字槽、十字槽和內(nèi)六起子槽有一字槽、十字槽和內(nèi)六角孔等形式。角孔等形式。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)接件緊定螺釘緊定螺釘 錐端適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸錐端適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)

11、常拆卸的場合；平端接觸面積大，不傷零件表面，常用于頂緊硬的場合；平端接觸面積大，不傷零件表面，常用于頂緊硬度較大的平面或經(jīng)常拆卸的場合；圓柱端壓入軸上的凹坑度較大的平面或經(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位置。中，適用于緊定空心軸上的零件位置。905-2 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)接件自攻螺釘自攻螺釘 頭部形狀有圓頭、平頭、半沉頭及沉頭等。頭部起子槽有頭部形狀有圓頭、平頭、半沉頭及沉頭等。頭部起子槽有一字槽、十字槽等形式。末端形狀有錐端和平端兩種。一字槽、十字槽等形式。末端形狀有錐端和平端兩種。5-2 5-2 螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接

12、件螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件六角螺母六角螺母 根據(jù)厚度分為標(biāo)準(zhǔn)螺母和薄型螺母兩種。制造精度分為根據(jù)厚度分為標(biāo)準(zhǔn)螺母和薄型螺母兩種。制造精度分為A A、B B、C C三級(jí)，分別與相同級(jí)別的螺柱配合使用。三級(jí)，分別與相同級(jí)別的螺柱配合使用。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)接件圓螺母與止動(dòng)墊圈圓螺母與止動(dòng)墊圈 圓螺母常與止動(dòng)墊圈配圓螺母常與止動(dòng)墊圈配用，裝配時(shí)將墊圈內(nèi)舌插用，裝配時(shí)將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，而將墊圈入軸上的槽內(nèi)，而將墊圈的外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，的外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。螺母即被鎖緊。Dbb5-2 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

13、類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件墊圈墊圈 平墊圈分為平墊圈分為A A級(jí)和級(jí)和C C級(jí)兩種。用于同一螺紋直徑的墊級(jí)兩種。用于同一螺紋直徑的墊圈又分為特大、大、普通和小的四種規(guī)格，特大墊圈主要圈又分為特大、大、普通和小的四種規(guī)格，特大墊圈主要在鐵木結(jié)構(gòu)上使用。在鐵木結(jié)構(gòu)上使用。 斜墊圈只用于傾斜的支承面上。斜墊圈只用于傾斜的支承面上。5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和

14、標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)預(yù)緊力預(yù)緊力預(yù)緊的預(yù)緊的目的目的 大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需要擰緊，使之在承受工作載大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。增加聯(lián)接的增加聯(lián)接的可靠性可靠性和和緊密性緊密性。 擰緊后，螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超擰緊后，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過其材料的屈服極限s ss的的80%預(yù)緊力預(yù)緊力的確定原則：的確定原則：TFF碳素鋼螺

15、栓碳素鋼螺栓01(0.6 0.7)SFAs01(0.5 0.6)SFAs合金鋼螺栓合金鋼螺栓5-3 5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊T 注意：對(duì)于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡可能不采用直徑過小注意：對(duì)于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡可能不采用直徑過小(M12)的螺栓。的螺栓。v 預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系：預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系：dFT02 . 0v 預(yù)緊力的控制：預(yù)緊力的控制：5-3 5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊測力矩扳手測力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋

16、聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)在于螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)在于限制螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)限制螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。按工作原理可分為三類：按工作原理可分為三類： 1. 摩擦防松摩擦防松對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母自鎖螺母防松自鎖螺母防松5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松彈簧墊圈彈簧墊圈尼龍圈鎖尼龍圈鎖緊螺母緊螺母5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松2.

17、 機(jī)械防松機(jī)械防松止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲開口銷與開槽六角螺母開口銷與開槽六角螺母3. 不可拆防松不可拆防松 （鉚沖；粘接；（鉚沖；粘接； 焊接）焊接）11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點(diǎn)點(diǎn)沖點(diǎn)防松法沖點(diǎn)防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)

18、接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì) 分析步驟：分析步驟： 對(duì)螺栓組進(jìn)行受力分析對(duì)螺栓組進(jìn)行受力分析 確定受力最大的螺栓及其所受的力確定受力最大的螺栓及其所受的力 對(duì)單個(gè)對(duì)單個(gè)螺栓螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算概述概述 大多數(shù)機(jī)械中，螺栓都是成組使用的。大多數(shù)機(jī)械中，螺栓都是成組使用的。5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算FFTM概述概述5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 單個(gè)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)分析受力類型，再結(jié)合失單個(gè)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，首先

19、應(yīng)分析受力類型，再結(jié)合失效形式，選擇合適的計(jì)算準(zhǔn)則，從而算出連接所需的直徑。效形式，選擇合適的計(jì)算準(zhǔn)則，從而算出連接所需的直徑。%15%20%65螺栓 普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接無預(yù)緊（松連接）無預(yù)緊（松連接） 聯(lián) 有預(yù)緊（緊連接）有預(yù)緊（緊連接） 接型式 鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接橫向橫向軸向軸向扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)軸向軸向受載類型受載類型失效形式失效形式拉斷拉斷拉斷拉斷壓潰壓潰剪斷剪斷5.5.1 5.5.1 松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接( (不預(yù)緊不預(yù)緊) )失效形式失效形式：拉斷拉斷強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件：校核式設(shè)計(jì)式 d d1 1- -螺栓螺栓小徑小徑（mm） 421dF41Fd 例題：有一起重機(jī)吊環(huán)，工作載荷

20、例題：有一起重機(jī)吊環(huán)，工作載荷Q=5000N，用用45鋼制造，求聯(lián)接螺栓的直徑大小。鋼制造，求聯(lián)接螺栓的直徑大小。5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5.5.2 5.5.2 緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接單個(gè)螺栓承受單個(gè)螺栓承受軸向力軸向力Fa鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接單個(gè)螺栓承受單個(gè)螺栓承受橫向力橫向力FFFd01. 1. 受橫向工作載荷受橫向工作載荷FFF Ff f F Fs s (1)szFKfFiKs防滑系數(shù)，防滑系數(shù)，Ks=1.11.3。螺栓組預(yù)緊螺栓組預(yù)緊K Ks s 工作原理：工作原理：預(yù)緊力

21、預(yù)緊力F0 壓緊被聯(lián)接件壓緊被聯(lián)接件結(jié)合面上產(chǎn)生摩擦力結(jié)合面上產(chǎn)生摩擦力Ff由摩擦力與外載荷由摩擦力與外載荷F平衡平衡z螺栓個(gè)數(shù)螺栓個(gè)數(shù)i接合面數(shù)接合面數(shù)5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1. 受受橫向工作橫向工作載荷載荷 ca21(2)41.3Fdss強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算FsFs /2Fs /2F F F F 5.5.2 5.5.2 緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接普通普通螺栓連接螺栓連接 取取i1 1，f0.20.2，有，有F F0 055F F 故螺栓直徑很故螺栓直徑很大。為減小螺栓直徑，可采用大。為減小螺栓直徑，可采用減載措施減載措施。 減載裝置：減載裝置：5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的

22、強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于單個(gè)螺栓對(duì)于單個(gè)螺栓ssFfFFFKiKfi減載鍵減載鍵減載套筒減載套筒減載銷減載銷受受橫向力橫向力的的鉸制孔鉸制孔螺栓連接螺栓連接5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算失效形式失效形式： 螺栓桿和孔壁的貼合面壓潰螺栓桿和孔壁的貼合面壓潰 螺栓桿螺栓桿剪斷剪斷FFd01）螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度：螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度：2）螺栓桿的剪切強(qiáng)度：螺栓桿的剪切強(qiáng)度：Pmin0PssLdFd0螺栓光桿的直徑（螺栓孔直徑）螺栓光桿的直徑（螺栓孔直徑）Lmin螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使Lmin1.25d0 20

23、4dF強(qiáng)度計(jì)算：強(qiáng)度計(jì)算： 各個(gè)螺栓受載相同，各個(gè)螺栓受載相同，每個(gè)螺栓所受每個(gè)螺栓所受軸向軸向工作工作載荷載荷：FFz受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接 加載前，各個(gè)螺栓承受預(yù)緊力加載前，各個(gè)螺栓承受預(yù)緊力F 的作用；的作用； 加載后，各個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為加載后，各個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為F， 則每個(gè)螺栓所承受的總載荷則每個(gè)螺栓所承受的總載荷F0=? 單個(gè)螺栓所承受的總載荷單個(gè)螺栓所承受的總載荷F0 ：5-5 5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算pFFD1D2 2. 受受軸向軸向工作載荷工作載荷的緊螺栓連接的緊螺栓連接bF b螺栓變形螺栓變形力力ObF mm力力聯(lián)接件

24、變形聯(lián)接件變形OmtanmmmFCtanbbbFCCb +CmCb螺栓的相對(duì)剛度螺栓的相對(duì)剛度（在（在0 01 1間變動(dòng)）間變動(dòng)）墊片類型墊片類型 金屬墊片或無墊金屬墊片或無墊 片片 皮革皮革 銅皮石棉銅皮石棉 橡膠橡膠 0.20.3 0.7 0.8 0.90.20.3 0.7 0.8 0.9C Cb b + +C CmmC Cb b5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算0bbmCFFFCCFbF0F bm b螺栓變形螺栓變形力力ObmOmF F0FFF螺螺 栓所受總拉力栓所受總拉力 剩余預(yù)緊力剩余預(yù)緊力bbmCFFFCC預(yù)緊力預(yù)緊力F F5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)

25、接的強(qiáng)度計(jì)算 02141.3Fdss靜強(qiáng)度條件：靜強(qiáng)度條件：0max214Fdsmin214Fdsmaxmin2122babmCFCCdsss螺栓的疲勞強(qiáng)度精確校核：螺栓的疲勞強(qiáng)度精確校核：F b螺栓變形螺栓變形力力ObmOm螺栓中總拉力的變化螺栓中總拉力的變化F0FF1F”時(shí)間時(shí)間 1maaakK Ssssss國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋聯(lián)接件的性能等級(jí)。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋聯(lián)接件的性能等級(jí)。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)分為分為10級(jí)，螺母的性能等級(jí)分為級(jí)，螺母的性能等級(jí)分為 7級(jí)。在一般用途的設(shè)計(jì)中，通常選用級(jí)。在一般用途的設(shè)計(jì)中，通常選用4.8級(jí)級(jí)左右的螺栓，在重要的或有特殊

26、要求設(shè)計(jì)中的螺紋聯(lián)接件，要選用高的性能左右的螺栓，在重要的或有特殊要求設(shè)計(jì)中的螺紋聯(lián)接件，要選用高的性能等級(jí)，如在壓力容器中常采用等級(jí)，如在壓力容器中常采用8.8級(jí)的螺栓。級(jí)的螺栓。5.2.3 5.2.3 螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件材料材料常用的螺紋聯(lián)接件材料為常用的螺紋聯(lián)接件材料為Q215、Q235、35、45等碳素鋼。當(dāng)強(qiáng)度要求高等碳素鋼。當(dāng)強(qiáng)度要求高時(shí)，還可采用合金鋼，如時(shí)，還可采用合金鋼，如15Cr、40Cr等。等。5.5.3 5.5.3 螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力的許用應(yīng)力1螺紋聯(lián)接件的許用拉應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用拉應(yīng)力2螺紋聯(lián)接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用剪應(yīng)力和許用擠

27、壓應(yīng)力3 3螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力和安全系數(shù)（查表的許用應(yīng)力和安全系數(shù)（查表5.3、5.4,有時(shí)需要預(yù)設(shè)螺栓直有時(shí)需要預(yù)設(shè)螺栓直徑）徑）SssssSsPsPSss（被聯(lián)接件為鋼）（被聯(lián)接件為鋼）PBPSss（被聯(lián)接件為鑄鐵）（被聯(lián)接件為鑄鐵）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5-4 5-4 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（螺紋連接件材料的力學(xué)性能螺紋連接件材料的力學(xué)性能查表查表5.3）練習(xí)練習(xí)練習(xí)練習(xí)5-1 螺螺 紋紋5-5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5-8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施5-7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料

28、及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)5-3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊5-2 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件第第5 5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)5-4 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松5-6 螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)1. 1. 被聯(lián)接件形狀應(yīng)簡單對(duì)稱：被聯(lián)接件形狀應(yīng)簡單對(duì)稱： 如圓形、環(huán)形、矩形、框形等如圓形、環(huán)形、矩形、框形等5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)5.6.1 5.6.1 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 圓周布置的螺栓數(shù)目取成圓周布置的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)，以便于鉆等偶數(shù)，以便于鉆孔時(shí)的分度和畫線；孔時(shí)的

29、分度和畫線；3. 螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理: 受橫向力的鉸制孔用螺栓組在受力方向上不超過受橫向力的鉸制孔用螺栓組在受力方向上不超過8 8個(gè)；個(gè)； 受彎矩受彎矩MM或轉(zhuǎn)距或轉(zhuǎn)距T T作用時(shí)應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離對(duì)稱軸作用時(shí)應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離對(duì)稱軸合理合理不合理不合理4. 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距: :5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)dDh60ABd60CEEC螺栓間距螺栓間距t0工作壓力工作壓力(MPa)1.61.64410101616202030t0(mm)7d4.5d4.5d4d3.5d3dDt05-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)

30、螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)6. 避免螺栓承受附加的彎曲載荷避免螺栓承受附加的彎曲載荷: :5. 同一螺栓組緊固件形狀、尺寸、材料應(yīng)盡量一致；同一螺栓組緊固件形狀、尺寸、材料應(yīng)盡量一致；凸臺(tái)凸臺(tái)沉頭座沉頭座斜面墊圈斜面墊圈受橫向載荷受橫向載荷受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩受軸向載荷受軸向載荷受傾覆力矩受傾覆力矩目的：目的：假設(shè)：假設(shè)：所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同；所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同； 受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。 受力分析的類型：受力分析的類型：5.6.2 5.6.2 螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組的對(duì)稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；螺栓組的對(duì)

31、稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；FFriOOMTfF0fF0FF5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)求出受力最大的螺栓及其所受的力求出受力最大的螺栓及其所受的力F Fmaxmax，以便進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。以便進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。每個(gè)螺栓所受每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷軸向工作載荷：FFz氣缸蓋螺栓組聯(lián)接氣缸蓋螺栓組聯(lián)接 F0=FF單個(gè)螺栓所承受的總載荷單個(gè)螺栓所承受的總載荷Fo：5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)pFFD1D21 1受軸向載荷受軸向載荷F F 的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接2 2受橫向載荷受橫向載荷F F 的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接FFFFb)a)普通螺栓聯(lián)

32、接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接zFF單單個(gè)螺栓所受橫向載荷個(gè)螺栓所受橫向載荷F：ssfziFKF 單單個(gè)螺栓受力為軸向載荷：個(gè)螺栓受力為軸向載荷： 預(yù)緊力預(yù)緊力F5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)3受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩T T的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接12zsF frF frF frK TTrFziii1iirFrFmaxmaxZiirTrF12maxmaxS1ziiK TFfr5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接Tri fF fFTri FmaxOrmaxFi如：凸緣如：凸緣聯(lián)軸器聯(lián)軸器:5-5 5-5 螺

33、紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算TrfF0srzF fTK ca2141.3Fdss強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算：普通螺栓普通螺栓 4受傾覆力矩受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 失效分析：失效分析：1.1.螺栓拉斷；螺栓拉斷；2.2.底板左側(cè)出現(xiàn)間隙；底板左側(cè)出現(xiàn)間隙；3.3.底板右側(cè)壓潰。底板右側(cè)壓潰。 假定底板為剛體，翻轉(zhuǎn)力矩假定底板為剛體，翻轉(zhuǎn)力矩M作用在螺栓組的聯(lián)接形作用在螺栓組的聯(lián)接形心心xx面上，受載后繞面上，受載后繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)仍保持平面轉(zhuǎn)動(dòng)仍保持平面 在在MM的作用下，左側(cè)螺栓拉力增大；右側(cè)螺栓拉的作用下，左側(cè)螺栓拉力增大；右側(cè)螺栓拉力減小而地面壓力增大力減小而地面壓力增大5-6 5-6

34、螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)MFmax：ooxx 螺栓的總拉力：螺栓的總拉力：bm axbmCFFFCC5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)F2變形變形力力ObOmF2mF1mB2FmC2B1F0C1F1FF0F0p (F0引起引起)p1 (F1引起引起)MF2mF2p2 (F1m引起引起)5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)1.1.為保證螺栓不被拉斷為保證螺栓不被拉斷2.2.校核底板左側(cè)是否出現(xiàn)間隙校核底板左側(cè)是否出現(xiàn)間隙3.3.校核底板右側(cè)是否被壓潰校核底板右側(cè)是否被壓潰 m axpppPzFMAWssss m ax0pppzFMAWsss 2141.3Fdss受復(fù)合載荷的螺栓組聯(lián)接橫向荷載+軸向載荷+翻轉(zhuǎn)力矩翻轉(zhuǎn)力矩5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)。受復(fù)合載荷的螺栓組聯(lián)接橫向載荷+ +旋轉(zhuǎn)力矩5-6 5-6 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)