機械基礎(chǔ) 教學(xué)最好的PPT 螺紋聯(lián)接 (精品)

螺紋(luówén)聯(lián)接聯(lián)接概述螺紋聯(lián)接概述螺紋聯(lián)接的擰緊與防松單個螺栓的受力分析與強度計算螺紋組受力分析與討論(tǎolùn)提高螺紋聯(lián)接強度的措施精品資料§1概述(ɡàishù)一、聯(lián)接(liánjiē)分類1、按運動關(guān)系分靜聯(lián)接：只固定，無相對運動。如螺紋聯(lián)接、普通平鍵聯(lián)接。動聯(lián)接：彼此有相對運動。如花鍵、螺旋傳動等。——運動副2、按傳載原理分靠摩擦力（力閉合）：如受拉螺栓、過盈聯(lián)接。非摩擦（形閉合）：靠聯(lián)接零件的相互嵌合傳載，如平鍵。材料鎖合聯(lián)接：利用附加材料分子間作用，如粘接、焊接。3、按拆開時是否損壞零件分可拆聯(lián)接：如螺紋聯(lián)接（最廣泛的可拆聯(lián)接）。不可拆聯(lián)接：如焊接、鉚接等。精品資料二、螺紋(luówén)基本知識①直徑大徑d：公稱直徑。M20→d=20mm小徑d1：螺紋的最小直徑。中徑d2：齒厚=齒槽寬處直徑，幾何(jǐhé)計算用。一般?。篸2=(d+d1)/2④螺距p②線數(shù)n：n=1時用于聯(lián)接；n＞1時用于傳動；n↑→η↑，但為便于制造n≤4③牙形角α：螺紋牙兩側(cè)面夾角。1、螺紋的主要參數(shù)精品資料2、螺紋(luówén)的類型右旋左旋螺紋位置：內(nèi)螺紋——螺母；外螺紋——螺釘。旋向判定：順著軸線方向看，可見側(cè)左邊高則為左旋，右邊高則為右旋。螺紋旋向：左旋螺紋，右旋螺紋（常用）。思考：⑥中徑升角ψ：⑤導(dǎo)程s：s=np精品資料聯(lián)接：效率低、自鎖性好。傳動：效率高、自鎖性差。螺紋牙形：三角形、矩形、梯形、鋸齒形等30°3°30°60°三角形梯形鋸齒形矩形單線，用于聯(lián)接雙線或多線，常用于傳動粗牙：一般情況下使用。細牙：d相同，p小，ψ小，牙淺，自鎖性好，但不耐磨，易滑扣。∴用于變載荷場合。∴聯(lián)接螺紋：一般(yībān)為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。螺紋線數(shù)：單線（聯(lián)接）；多線（傳動）。精品資料§2螺紋聯(lián)接(liánjiē)的主要類型、材料一、主要(zhǔyào)類型（注意各圖的畫法）1、螺栓聯(lián)接受拉——普通螺栓普通螺栓：無需在被聯(lián)件上加工螺紋孔，裝拆方便，用于兩被聯(lián)件均不太厚的場合。受剪——鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓：除起聯(lián)接作用外，還起定位作用。精品資料2、雙頭螺柱聯(lián)接

用于有一聯(lián)接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時只需擰下螺母即可。3、螺釘聯(lián)接用于有一聯(lián)接件較厚，且不需經(jīng)常裝拆的場合。精品資料4、緊定螺釘(luódīng)聯(lián)接螺釘末端頂住另一零件的表面或相應(yīng)凹坑，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞(chuándì)不大的力或力矩。精品資料二、性能(xìngnéng)等級1、螺栓(luóshuān)等：十個性能等級，如：3.6、4.6、4.8、……性能等級材料性能如：6.8σBmin/100=6σBmin=600MPa10(σsmin/σBmin)=8σsmin=480MPa或σsmin=(6×8)×10=480MPa低碳鋼或中碳鋼2、螺母：七個等級，與螺栓性能相配。（自學(xué)）精品資料§3螺栓(luóshuān)聯(lián)接的擰緊與防松一、擰緊受載之前擰緊螺母預(yù)緊力F’預(yù)緊↑聯(lián)接剛度(ɡānɡdù)↑防松能力↑緊密性1、擰緊力矩T=？螺母支承面間的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2螺紋副間的摩擦力矩精品資料——螺紋副間有效圓周力精品資料（rf——支承面摩擦半徑）∴kt——擰緊力矩(lìjǔ)系數(shù)，一般取kt=0.2精品資料2、控制(kòngzhì)T的方法T↑F↑拉斷、滑扣T↓不能滿足工作要求控制T的大小一般情況(qíngkuàng)憑經(jīng)驗，擰緊即可。方法：測量螺栓伸長量：σμ（大型螺栓聯(lián)接）定力矩扳手測力矩扳手沖擊扳手精品資料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(dàxíng)的螺栓聯(lián)接。為此，可以采用測量螺栓伸長量的方法來控制預(yù)緊力。測量螺栓(luóshuān)伸長量精品資料3、嚴格控制預(yù)緊力時d≮M12~M16標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)扳手長度L=15d，若擰緊力為F，則：T=FL=15dF=0.2F’d→F’=75F若F=200N，則F’=15000N?！∮贛12，則易拉斷。二、防松1、螺紋聯(lián)接(liánjiē)按自鎖條件設(shè)計：ψ≤ρv?！囔o載下不會自行松脫。2、松動原因沖擊、振動、變載荷下溫度變化較大時螺旋副摩擦力Ff減小或瞬時消失松動精品資料對頂螺母3、防松方法(fāngfǎ)——防止(fángzhǐ)螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按防松原理不同，分為三類：a）摩擦防松自鎖螺母精品資料彈簧墊圈開口(kāikǒu)方向：斜向右下方彈性增壓尖端抵住開口銷與槽形螺母b）機械防松（直接鎖?。┚焚Y料精品資料正確不正確注意金屬絲穿入方向串聯(lián)金屬絲精品資料c）破壞(pòhuài)螺紋副關(guān)系不可拆聯(lián)接膠接沖點焊住精品資料§4單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度(qiángdù)計算螺栓聯(lián)接受拉螺栓(luóshuān)受剪螺栓松聯(lián)接：不擰緊，無預(yù)緊力F’，僅受工作載荷F緊聯(lián)接：需擰緊僅受預(yù)緊力F’同時受預(yù)緊力F’和工作載荷F一、受拉螺栓聯(lián)接對于受拉螺栓，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。危險截面面積由計算直徑dc確定：dc=d1-H/6，H≈0.866p；其中：d1、p分別為螺紋小徑和螺距。精品資料1、松聯(lián)接(liánjiē)如：起重滑輪螺栓僅受軸向工作拉力(lālì)F——失效：拉斷強度條件：MPa

——校核式式中：dc——危險截面計算直徑[σ]——許用應(yīng)力，[σ]=σs／[Ss]，見表6.3（P110）。mm——設(shè)計式查手冊，選螺栓精品資料2、緊聯(lián)接(liánjiē)（1）只受預(yù)緊力F’的緊聯(lián)接外載荷(zàihè)FR——對螺栓為橫向力——靠摩擦力傳遞a.FR作用下，板不滑移：FR≤Ff，而Ff—→F’。b.按F’計算：F’為螺栓軸向負荷—→拉應(yīng)力c.擰緊過程中，在T1作用下螺栓受扭—→產(chǎn)生τT對鋼制M10~M68螺栓：τT≈0.5σ。d.危險截面上受復(fù)合應(yīng)力（σ、τT）作用—→強度準(zhǔn)則螺栓為塑性材料—→第四強度理論。精品資料——校核式即：1.3意義：緊聯(lián)接(liánjiē)時，將拉應(yīng)力增大30%以考慮擰緊力矩的影響。mm

——設(shè)計式（2）受預(yù)緊力F’和軸向工作(gōngzuò)載荷F的緊螺栓聯(lián)接a、未擰狀態(tài)b、擰緊狀態(tài)F’c、工作狀態(tài)F變形受力過程：無變形—→F’

—→δ1δ2—→+F—→δ1+Δδ1δ2-Δδ2變形協(xié)調(diào)條件：Δδ1=Δδ2=Δδ精品資料各力定義(dìngyì)1、預(yù)緊力F’（擰緊螺母(luómǔ)后，作用在螺栓上的拉力和被聯(lián)件上壓力）2、螺栓工作拉力F0—→總拉力3、工作載荷F（對螺栓聯(lián)接施加的外載荷）4、F”剩余預(yù)緊力。（P108）思考：圖b中，F(xiàn)0=？圖c中，F(xiàn)0=F+F’？靜力平衡條件：

F0=F+F”即：螺栓總拉力等于工作載荷與剩余預(yù)緊力之和。■

上述過程還可通過力——變形圖表示精品資料螺栓剛度：被聯(lián)件剛度：在合并(hébìng)圖中：∴——檢查(jiǎnchá)F”的大小——求總拉力即：螺栓總拉力等于預(yù)緊力加上部分工作載荷。由于兩圖合并精品資料討論(tǎolùn)：1、——螺栓相對剛度系數(shù)當(dāng)F、F’一定時，∴為↓螺栓(luóshuān)受力—→選擇不同墊片↓—→應(yīng)使2、：不出現(xiàn)縫隙。(由驗算)(P108)同理，考慮扭轉(zhuǎn)作用，強度條件為：——校核式mm——設(shè)計式精品資料若工作載荷為變載荷：當(dāng)工作載荷(zàihè)在F1~F2變化時，螺栓總拉力在F01~F02之間變化變載荷下螺栓(luóshuān)失效：Fa作用下的疲勞拉斷Fa——拉力變幅：∴應(yīng)力幅：螺栓許用應(yīng)力幅（P110）表6.3即：變載荷下螺栓，應(yīng)力幅越小，疲勞強度越高。精品資料二、受剪螺栓(luóshuān)聯(lián)接1、失效(shīxiào)形式：剪斷、接觸表面壓潰。2、螺栓剪切強度條件d——桿抗剪面直徑m——抗剪面數(shù)目[τ]——許用剪應(yīng)力3、擠壓強度條件h——對象受壓高度；[σp]——許用擠壓應(yīng)力，表6.4，取弱者計算；精品資料§5螺栓組聯(lián)接(liánjiē)的受力分析一、思路(sīlù)聯(lián)接結(jié)構(gòu)形式、外載荷類型—→螺栓受力—→找出受載最大螺栓—→按單個螺栓聯(lián)接的計算方法計算二、基本假定1、各螺栓剛度相同；2、各螺栓F’相同；3、變形在彈性范圍內(nèi)；4、被聯(lián)件為剛體；三、四種典型受載情況時的受力分析1、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接精品資料特點：載荷與螺栓軸線(zhóuxiàn)平行，并通過螺栓組對稱中心?！髀菟?luóshuān)組平均受載：F=FQ/z螺栓還受F’

—→F0

—→工作條件：F”>02、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接精品資料（1）特點：橫向(hénɡxiànɡ)載荷作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺栓組對稱中心。（2）承載(chéngzài)方式：形閉合：受剪螺栓（靠桿的剪切與擠壓承載）力閉合：受拉螺栓（由F’在結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力承載）（3）受力分析a、受拉螺栓工作條件：按僅受F’的緊聯(lián)接計算。式中：μs——結(jié)合面的摩擦系數(shù)；z——螺栓個數(shù)；m——結(jié)合面數(shù)目，圖中m=2；kf——可靠系數(shù)（防滑系數(shù)），kf=1.1~1.5；精品資料b、受剪螺栓(luóshuān)假定每個螺栓(luóshuān)受載相同，則工作條件：剪切計算擠壓計算精品資料3、受旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接特點：在轉(zhuǎn)矩T作用下，底板有繞螺栓(luóshuān)組形心軸線O-O旋轉(zhuǎn)的趨勢。橫向力受拉螺栓受剪螺栓摩擦力承載，各螺栓處產(chǎn)生相等的摩擦力（1）受拉螺栓聯(lián)接工作條件：精品資料（2）受剪螺栓(luóshuān)聯(lián)接靠剪切和擠壓承載，各螺栓(luóshuān)在T作用下受橫向力Fs。問題：Fs1=Fs2=…=Fsz？即Fsi與ri成正比：或工作條件：

Fs1r1+Fs2r2+…+Fszrz=T變形協(xié)調(diào)條件：底板視為剛體，ri↑—→剪切變形量↑—→Fsi↑精品資料代入工作(gōngzuò)條件中：4、受翻轉(zhuǎn)(fānzhuǎn)力矩M（傾覆力矩）的螺栓組聯(lián)接特點：在M作用下，底板有繞螺栓組形心軸翻轉(zhuǎn)的趨勢。作用M前：各螺栓受相同F(xiàn)’作用M后：左側(cè)：F拉(不均勻)，右側(cè)：F壓(不均勻)→F’↓精品資料工作(gōngzuò)條件：變形協(xié)調(diào)(xiétiáo)條件：其它條件：附加校核討論：設(shè)計時，如何布置螺栓更合理？——遠離對稱中心Ri↑→Fmax↓實際應(yīng)用可轉(zhuǎn)化為上述四種狀態(tài)的不同組合：分別計算迭加橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩軸向載荷和翻轉(zhuǎn)力矩強度計算左側(cè)不出現(xiàn)縫隙右側(cè)邊緣不壓潰精品資料§6提高螺紋聯(lián)接強度(qiángdù)的措施1、機理(jīlǐ)工作時，螺栓受拉，p↑螺母受壓，p↓兩者產(chǎn)生螺距差一、改善螺紋牙間受力分配第一圈：Δp最大，受力最大第8~10圈后幾乎不受力各圈受載不均精品資料∴采用加高螺母不能提高聯(lián)接強度。2、辦法采用受拉螺母（變形一致）

——減小螺栓螺母螺距變化差精品資料二、減小附加(fùjiā)彎曲應(yīng)力螺紋(luówén)牙根彎曲應(yīng)力——————→斷裂螺紋孔不正、被聯(lián)件表面不平、發(fā)生變形等。引起附加彎曲應(yīng)力因素：精品