第五章 螺纹连接.ppt

第五章 螺纹联接与螺旋传动,5-,1,螺纹,5-2,螺纹联接的类型与标准联接件,5-3,螺纹联接的预紧,5-6,螺纹联接的强度计算,5-5,螺栓组联接的设计,5-8,提高螺纹联接强度的措施,5-7,螺纹联接件的材料与许用应力,5-4,螺纹联接的防松,螺纹的类型与特点,1,第二篇 联 接,动联接,静联接,各种运动副,可拆联接,不可拆联接,螺纹、键、花键,焊、铆、粘,5-1,螺 纹,（一）螺纹的类型和应用,右,旋螺纹,（顺时针方向旋入）,（逆时针方向旋入）,单线,螺纹,多线螺纹,圆柱,螺纹,圆锥,螺纹,左旋螺纹,矩形,螺纹,梯型,螺纹,锯齿型,螺纹,三角形,螺纹,常用螺纹：,矩形、梯形、锯齿型、三角形,牙型,0,30,33,60,55,60,粗牙,细牙,管螺纹,单向传动,传动,用途,连接,特性,自锁,强度,高,好,高,高,低,中,更高,5-1,螺 纹,(,二,),螺纹的主要参数,大径,d,小径,d,1,中径,d,2,线数,n,螺距,P,导程,S,牙型角,a,公称直径,计算直径,S,=,nP,升角 ,5-1,螺 纹,(,一,),螺纹联接的基本类型,5-2,螺纹联接的类型与标准联接件,1.,螺栓联接,用于被联接件不太厚并经常拆卸处,普通螺栓,联接,铰制孔螺栓,联接,2.,双头螺柱联接,用于被联接件之一较厚且经常拆卸处,3.,螺钉联接,同,2,用于不经常拆卸处,(,二,),标准螺纹联接件,4紧定螺钉联接,目的：,扳手力矩,螺纹摩擦力矩,螺母支承面的摩擦力矩,增加联接的刚性、紧密性和防松,5-3,螺纹联接的预紧,5-4,螺纹联接的防松,弹簧垫圈,对顶螺母,2.,机械防松,开口销,+,槽形螺母,止动垫圈,圆螺母止动垫圈,串联钢丝,3.,破坏螺纹副,铆、焊、粘,1.,摩擦防松,5-5,螺栓组联接的设计,(,一,),螺栓组联接的结构设计,(,二,),螺栓组联接的受力分析,目的：确定螺栓组中受力最大的螺栓及其所受工作,载荷的大小。,d,、,L,、材料、,都相同；,被联接件为刚体，接合面受力后保持平面；,变形在弹性范围内。,找变形分布规律,方法,力系平衡,简化：,力分布规律,力系平衡原理受横向载荷的螺栓组联接,用普通螺栓,靠接合面之间的摩擦力承载！,螺栓必须预紧！,预紧,加载,螺栓受预紧力,螺栓仍受预紧力,取中间板为分离体，不产生滑移的条件,5-5,螺栓组联接的设计,或,式中：,f,接合面摩擦系数,防滑系数，通常,=1.11.3,i,接合面数,铰制孔用螺栓,靠螺栓杆受剪切及联接受挤压承载！,各螺栓受剪力,:,5-5,螺栓组联接的设计,、比较,承载能力大，但加工装配困难。,反之,2.,受转矩的螺栓组联接,用普通螺栓,靠接合面的摩擦力承载！,必须预紧！,预紧,加载,螺栓受预紧力,螺栓仍受预紧力,1 2,3 4,6 5,8 7,5-5,螺栓组联接的设计,力系平衡方程,铰制孔用螺栓靠螺栓受剪及联接受挤压承载！,1 2,3 4,6 5,8 7,C,力分布规律,即,5-5,螺栓组联接的设计,力矩平衡条件,5-5,螺栓组联接的设计,3.,受轴向载荷的螺栓组联接,典型例：,每个螺栓分担工作载荷,螺栓总拉力,通气,用普通螺栓！,Z,汽缸或压力容器,5-5,螺栓组联接的设计,4.,受倾覆力矩的螺栓组联接,工作载荷,拉力,1 2,3 4,6 5,8 7,B,L,预紧,加载,螺栓受,螺栓受,用普通螺栓,力分布规律,5-5,螺栓组联接的设计,力矩平衡条件,螺栓总拉力,不离缝条件,不压碎条件,1 2,3 4,6 5,8 7,B,L,5-5,螺栓组联接的设计,5-5,螺栓组联接的设计,5-6,螺纹联接的强度计算,受拉螺栓,主要失效形式：,计算准则：,(,一,),松螺栓联接强度计算,不需预紧！,强度条件,MPa,或,mm,螺牙塑变或螺杆断裂,计算螺栓拉伸强度,F,（吊钩螺纹）,式中,:,螺栓材料的许用应力,(,二,),紧螺栓联接强度计算,(,种螺栓组）,只受,的紧螺栓联接,预紧时螺栓同时受转矩,螺纹摩擦力矩,T,T,5-6,螺纹联接的强度计算,第四强度理论,强度条件,Mpa,校核式,mm,螺栓所受预紧力,N,设计式,5-6,螺纹联接的强度计算,b,受力,b,变形,m,受力,m,变形,预紧,加载,0,0,0,0,F,5-6,螺纹联接的强度计算,2.,既受,又受,F,的紧螺栓联接,(种螺栓组）,螺栓、被联接件的受力变形图,力,变形,5-6,螺纹联接的强度计算,5-6,螺纹联接的强度计算,式中,:,螺栓的相对刚度,被联接件的相对刚度,静强度条件,Mpa,mm,或,5-6,螺纹联接的强度计算,如果外载荷是变载荷,（汽缸内,p,从,0p,变化）,螺栓的工作载荷将从,0F,变化,力,变形,5-6,螺纹联接的强度计算,疲劳强度,应力变化规律,式中,:,安全系数 表,5-10,紧密性条件：,（,1.51.8,）,F,（,0.61.0,）,F,（,0.20.6,）,F,一般联结,有紧密性要求,载荷变化,载荷不变,5-6,螺纹联接的强度计算,靠扳手力矩保证,3.,受工作剪力的紧螺栓联接铰孔螺栓）,失效形式：,螺杆剪断,螺杆或孔壁压坏,5-6,螺纹联接的强度计算,某值,式中,:,螺杆与孔壁挤压面的最小长度,螺栓或孔壁材料的许用挤压应力,强度条件,剪切,挤压,MPa,Mpa,取小者,5-6,螺纹联接的强度计算,最常用材料：,螺栓、螺钉、螺柱,4.6,Mpa,Mpa,Q215,、,Q235,、,35,、,45,5-7,螺纹联接件的材料及许用应力,5-8,提高螺纹联接强度的措施,（一）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅,力,变形,(,二,),改善螺纹牙上载荷分布不均的现象,(,三,),减小应力集中的影响,(,四,),采用合理的制造工艺方法,5-8,提高螺纹联接强度的措施,第五章 总结,一、基本知识,常用螺纹的种类、用途,螺纹联接基本类型（结构）,螺纹联接的预紧、放松,二、熟练掌握螺栓组联接受力分析,三、熟练掌握螺纹联接强度计算,（,1,、,2,、,3,、,4,种、组合型）,剪,拉,松,紧,既受 又受,只受,受力变形图,重要公式,四、提高螺纹联接强度的措施,第五章 总结,螺栓受力性质及计算公式,普通螺栓,铰孔用螺栓,受力情况,紧联接,受力,受力,强度,强度,螺栓组受力分析及单个螺栓强度计算,