第13章 螺纹连接.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,13,章 螺纹连接,13.1,螺纹,13.2,螺纹连接的类型及应用,13.3,螺纹连接的设计,联接,机械动,联接,（运动副）,机械静,联接,可拆,联接,不可拆,联接,螺纹,联接,键,联接,销,联接,铆钉,联接,焊,接,胶,接,（固定,联接,）,型面,联接,一、螺纹的类型和主要参数,按螺纹牙轴面形状，可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。,外螺纹、内螺纹,它们共同组成螺旋副。,按螺旋线的绕行方向，可分为左旋和右旋。,按螺旋线的数目，可分为单线、双线、三线或多线螺纹。单线螺纹通常用于连接，也用于传动；双线、三线、四线螺纹多用于传动。,（,1,）,外径,（大径）,d,螺纹的最大直径，,公称直径,（,2,）,内径,（小径）,d,1,螺纹的最小直径，,危险截面,（,3,）,中径,d,2,位于大小径中间的假想圆柱直径，牙厚与牙宽相等,（,4,）,螺 距,P,相邻两螺纹牙,对应两点间的轴向距离,（,5,）,导程（,P,h,）,同一螺旋线,上相邻两牙对应两点间的轴向距离,（,6,）,螺旋升角,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线平面间的夹角。,（,7,）,牙型角,螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角,牙侧角,二、螺纹副受力分析、效率及自锁,等速上升,等速下降,等速上升,等速下降,d,2,F,自锁条件：,正行程拧紧螺母所需的驱动力矩为：,反行程放松螺母所需的平衡力矩为：,d,2,F,螺杆,轴线,轴线,螺杆,螺母,F,N,G,非矩形螺纹,0,矩形螺纹：,G,非矩形,螺纹：,f,V,-,当量摩擦系数,V,-,当量摩擦角,正行程,反行程,F,N,或,一、螺纹联接的基本类型,4,13.2,螺纹连接的类型及应用,1,、螺栓联接：适用于两薄形零件联接,普通螺栓联接（受拉螺栓联接）,铰制孔用螺栓联接（受剪螺栓联接）,受拉螺栓,受剪螺栓,F,0,F,0,l,1,2.,螺纹余留长度,l,1,d,d,0,普通螺栓联接（受拉螺栓）,结构,：,1,.,d,d,受力失效,：,受,剪力,剪断,受,挤压,压溃,工艺,：,先钻后铰,特点,：,装拆不方便，主要承受横向载荷,d,s,d,d,0,2,、双头螺柱联接,螺钉联接：不可经常装拆,工艺,：,被联接件一件光孔，一件螺纹孔,受力失效,：,受拉,塑性变形,断裂,特点,：,双头螺柱：可经常装拆,d,两者都适用于被联接件之一较厚，不宜制成通孔的场合。,3,、螺钉联接,4,、,紧定螺钉,联接,用来固定两个零件的相对位置，受力较小。,工艺,：,一件加工螺纹孔，另一件配加工锥孔。,特点,：,靠摩擦力，是辅助定位，不经常装拆，轴毂轻载联接,除上述联接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹联接。如：,T,型槽螺栓联接、吊环螺钉联接和地脚螺栓联接等。,1,、预紧力,：,大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。,增强联接的可靠性和紧密性；,提高联接的刚度；,提高螺栓在变载荷下的疲劳强度。,2,、,预紧的目的：,13.3,螺纹连接的设计,一、螺纹连接的预紧,4,、,预紧力和预紧力矩之间的关系,：,注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小,(,M,12),的螺栓。,所以，对于直径小的螺栓，拧紧时很可能过载拉断。,拧紧后螺纹联接件的预紧应力一般可达材料屈服极限,s,s,的,50%70%,。,3,、预紧力的确定原则：,碳素钢螺栓,合金钢螺栓,螺栓危险截面面积,5,、,预紧力,的控制：,测力矩扳手,定,力矩扳手,测力矩扳手,定力矩扳手,1.,利用摩擦力防松,弹簧垫圈,对顶螺母,尼龙圈锁紧螺母,防松方法：,摩擦防松、机械防松、铆冲防松、涂胶防松等。,破坏螺纹副关系,二、螺纹连接的防松,根本问题,：防止螺纹副在受载时发生相对转动。,开口销与六角开槽螺母,2.,机械防松,圆螺母加止动垫片,止动垫片,串联钢丝,冲点防松法,用冲头,冲,23,点,11.5,p,粘合法防松,涂,粘合剂,3.,其他方法防松（破坏螺纹副关系）,焊点法防松,螺栓连接的计算，通常是先根据连接的装配情况、外载荷的大小和方向以及是否需要在外载荷作用下补充拧紧等来确定螺栓的,受力,，然后再按强度条件确定螺栓,危险截面的尺寸,。,螺栓的其他尺寸以及螺母、垫圈的尺寸均可随之由标准选定。,三、螺纹连接的强度计算,强度条件为：,松螺栓连接,1,、普通螺栓连接,1,）仅承受预紧力的紧螺栓连接,为防止相对滑动，要满足如下条件：,拧紧螺母时，危险截面上既有,拉应力,，又有,扭转剪应力,，根据第四强度理论，对于普通螺栓，其危险截面部分的,强度条件,：,设计式为,：,校核式为,：,减荷装置,2,）受预紧力和轴向载荷,F,的紧螺栓连接,这种螺栓是在受预紧力,Q,p,的基础上，又受,工作拉力,Q,。但,螺栓的总拉力：,气缸螺栓连接图,预紧力,Qp,单个螺栓工作拉力,F,：,预紧时,受工作载荷后,Q,p,残余预紧力,螺栓：,被连接件,：,螺栓的总拉力为,L,d,Q,p,未预紧时,强度条件验算公式：,设计公式：,可用载荷变形图分析预紧力和残余预紧力之间的关系。,螺栓的刚度：,C,L,被连接件的刚度,：,C,T,力,变形,力,变形,力,变形,变形协调条件：,剪切强度条件：,挤压强度条件：,2,、铰制孔螺栓连接,1,）螺栓组的布置应尽可能对称，以使接合面受力比较均匀，一般都将接合面设计成对称的简单几何形状，并应使螺栓组的对称中心与接合面的形心重合，如图所示：,四、螺纹连接结构设计,1,、螺纹组连接,（,2,）螺栓布置要有合理的间距、边距，以便转动扳手。,扳手空间,（,3,）分布在同一圆周上的螺栓数，应取为,4,、,6,、,8,等易于等分的数目，以便于加工。,2,、避免附加弯曲应力,3,、采用均载螺母,第一圈：,p,最大，受力最大,第,810,圈后几乎不受力,各圈受载不均,采用加高螺母不能,提高连接强度。,常用方法（变形一致）,减小螺栓螺母螺距变化差,4,、降低螺栓刚度，增加被连接件刚度,措施：,1,）螺栓长度,光杆直径,采用细长,/,空心螺栓,2,）增加被连接件刚度,