機(jī)械設(shè)計(jì)第17章螺紋聯(lián)接課件

第17章螺紋聯(lián)接與軸轂聯(lián)接學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟悉機(jī)器聯(lián)接中常用的各種聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)、類型、性能和應(yīng)用場合，掌握設(shè)計(jì)理論和選用方法。2/6/20231課件聯(lián)接的分類動(dòng)聯(lián)接：靜聯(lián)接：機(jī)器工作時(shí)，零部件之間可以有相對運(yùn)動(dòng)。例如：機(jī)械原理中，各種運(yùn)動(dòng)副之間的聯(lián)接。在機(jī)器工作中，不允許零部件之間存在相對運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。靜聯(lián)接可拆聯(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。例如：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接。不可拆聯(lián)接：至少毀壞聯(lián)接中的一部分才能拆開的聯(lián)接。例如：鉚接、焊接等。過盈聯(lián)接聯(lián)接2/6/20232課件第17章螺紋聯(lián)接與軸轂聯(lián)接17.1螺紋聯(lián)接的類型和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則17.1.1螺紋聯(lián)接的類型17.1.2螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2/6/20233課件1.普通螺栓聯(lián)接

2/6/20235課件1.鉸制孔用螺栓聯(lián)接2/6/20236課件2.雙頭螺柱聯(lián)接

2/6/20237課件螺釘聯(lián)接

螺釘擰入深度H:鋼或青銅H≈d鑄鐵H=(1.25∽1.5)d鋁合金H=(1.5∽2.5)d2/6/20239課件4.緊定螺釘聯(lián)接

2/6/202310課件地腳螺栓聯(lián)接吊環(huán)螺栓聯(lián)接

2/6/202311課件17.1.2螺紋聯(lián)接的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則普通螺栓主要為螺紋部分發(fā)生斷裂受剪螺栓主要為壓潰和剪切2/6/202313課件

失效分析2/6/202314課件17.1.3螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一般步驟：螺栓組受力和失效分析單個(gè)螺栓組受力分析、失效分析（一）松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

2/6/202315課件（一）松螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)3.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則——保證螺栓拉伸強(qiáng)度4.強(qiáng)度條件：σ≤[σ]

5.設(shè)計(jì)計(jì)算方法：校核式（17-1）設(shè)計(jì)式6.螺栓材料許用應(yīng)力及安全系數(shù)——（§5-7）7查手冊，求d2/6/202317課件拉應(yīng)力

剪應(yīng)力近似處理(二）僅受預(yù)緊力作用的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2/6/202318課件

應(yīng)力合成：強(qiáng)度條件：

設(shè)計(jì)公式：

2/6/202319課件(三）受預(yù)緊力和工作拉力作用的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2/6/202321課件分析受力和變形關(guān)系

Q==QP+F

2/6/202322課件受力和變形關(guān)系

2/6/202323課件受力變形線圖（P284圖17-13）2/6/202325課件受力變形線圖（P284圖17-13）2/6/202326課件

可由圖17-13中的幾何關(guān)系推出螺栓總拉力Q與預(yù)緊力之間的關(guān)系：2/6/202329課件

用式（17-7）計(jì)算螺栓的總拉力時(shí)，防止受載后接合面產(chǎn)生縫隙，殘余預(yù)緊力可取 ：緊密性有沖擊不穩(wěn)定載荷穩(wěn)定地腳螺栓1.5~1.8F1.0~1.5F0.6~1.0F0.2~0.6FF用式（5-18）計(jì)算螺栓的總拉力時(shí)，螺栓的相對剛度可由表5-4選取。為降低螺栓的受力，提高承載能力應(yīng)使螺栓的相對剛度值盡量小些，取較硬的墊片。2/6/202330課件

螺栓拉伸強(qiáng)度條件：（5-19）設(shè)計(jì)公式：（5-20）2/6/202331課件（二）受工作剪力的緊螺栓聯(lián)

接的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)緊力很小，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可不考慮；失效形式：側(cè)面壓潰及螺栓剪切預(yù)緊力很小，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可不考慮；失效形式：側(cè)面壓潰及螺栓剪切2/6/202332課件受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算擠壓強(qiáng)度條件：(5-21)剪切強(qiáng)度條件：(5-22)式中螺栓與孔壁擠壓面最小高度；許用應(yīng)力，表5-112/6/202333課件

§5-6螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)

(二）螺栓組聯(lián)接的受力分析

1.受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接

（1）普通螺栓組聯(lián)接

（2）鉸制孔用螺栓組聯(lián)接

2/6/202334課件

§5-6螺紋組聯(lián)接的設(shè)計(jì)

(二）螺栓組聯(lián)接的受力分析

2.受扭矩的螺栓組聯(lián)接

（1）普通螺栓聯(lián)接

（2）鉸制孔用螺栓聯(lián)接

2/6/202335課件

（1）普通螺栓聯(lián)接力矩平衡條件：所需預(yù)緊力：2/6/202336課件（2）.鉸制孔用螺栓聯(lián)接變形量越大，則工作剪力越大

2/6/202337課件

力矩平衡條件：受力最大的螺栓所受的工作剪力：（5-28）2/6/202338課件n§5-3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊（一）預(yù)緊的目的1.提高聯(lián)接的緊密性2.防止聯(lián)接松動(dòng)3.提高聯(lián)接件強(qiáng)度

2/6/202339課件防止聯(lián)接松動(dòng)

2/6/202340課件提高聯(lián)接的緊密性2/6/202341課件§5-3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊（一）預(yù)緊的目的（二）控制預(yù)緊力的方法1.控制應(yīng)力或應(yīng)變2.控制擰緊力矩3.控制擰緊力臂2/6/202342課件控制應(yīng)力或應(yīng)變2/6/202343課件控制擰緊力矩2/6/202344課件控制擰緊力臂2/6/202345課件§5-3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊（一）預(yù)緊的目的（二）控制預(yù)緊力的方法

（三）擰緊力矩與預(yù)緊力的關(guān)系2/6/202346課件擰緊力矩與預(yù)緊力的關(guān)系

2/6/202347課件擰緊力矩與預(yù)緊力的關(guān)系d2≈0.9d;y=1o42’~3o2’fv≈acrtg(1.155f);f≈0.1~0.2fc≈0.15;D0≈1.5d;d0≈1.1d代入整理：不控制預(yù)緊力時(shí)，不宜.采取M12以下的螺栓。2/6/202348課件（一）.螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)在于限制螺旋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）螺紋聯(lián)接防松的方法按工作原理可分為（P68表5-3）：1.摩擦防松2.機(jī)械防松焊接3.其它：破壞螺紋副關(guān)系（鉚沖；粘接）§5-4螺紋聯(lián)接的防松2/6/202349課件1.摩擦防松彈簧墊圈防松2/6/202350課件1.摩擦防松自鎖螺母防松2/6/202351課件1.摩擦防松對頂螺母防松2/6/202352課件2.機(jī)械防松

開口銷+開槽螺母防松2/6/202353課件2.機(jī)械防松止動(dòng)墊片防松2/6/202354課件2.機(jī)械防松止動(dòng)墊片防松2/6/202355課件2.機(jī)械防松串聯(lián)鋼絲防松2/6/202356課件3.其它破壞螺紋副關(guān)系防松2/6/202357課件§5-5螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一般步驟：螺栓組受力和失效分析