内蒙古工业大学机械设计课件第五章.ppt

二、螺纹的基本参数 作 业 （三）减小应力集中的影响 增大过渡圆角 切制卸载槽 避免或减小产生附加弯曲应力 结构上：凸台、沉头座、斜面垫圈、球面垫圈 （四）采用合理的制造工艺方法 1.用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高30~40% 2.冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度 3.热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度提高70~100 %，此法具有优质、高产、低消耗功能 §5-9 螺旋传动 特点： 1.传动比大，能得到较大的轴向推力； 2.精度高，能准确地调整直线运动的距离和位置； 3.易实现自锁； 4.效率较低，适于中小功率传动。 一、螺旋传动的应用和类型 1、应用 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动或将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力。 常用的传动形式： a)螺杆转动螺母移动（机床的进给机构） b)螺杆既转动又移动（螺母固定）——用得多 （螺旋起重器或螺旋压力机） c) 螺母转动螺杆移动 d) 螺母既转动又移动（螺杆固定）——用得少 2、螺旋传动类型 A、按用途分三类： 1）传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋 特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁 2）传导螺旋——机床进给丝杠，传递运动和动力 特点：速度高、连续工作、精度高 3）调整螺旋——机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。 特点：受力较小且不经常转动 B、螺旋传动按螺旋副的摩擦性质分： 优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁； 1）滑动螺旋： 缺点：磨损快、寿命短，摩擦损耗大，传动效率低（30～40%）传动精度低。 2）滚动螺旋传动——摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。 优点：传动效率高（可达90%），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。 缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。 3、螺栓的排列应有合理的间距、边距。 适当边距，有利于扳手装拆 4、分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4、6、8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和划线。同一螺栓组中螺栓的材料、直径和长度均应相同。 5、避免螺栓承受附加的弯曲载荷。 （二）螺栓组连接的受力分析 受力分析的目的： 根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及所受的力，以便进行强度计算。 几点假设： A、所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； B、螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； C、受载后连接的接合面仍保持平面。 1、受横向载荷的螺栓组连接 特点：普通螺栓、铰制孔用螺栓皆可用，外载荷垂直于螺栓轴线、防滑 普 通 螺 栓 ——受拉伸作用 铰制孔螺栓——受横向载荷剪切、挤压作用。 单个螺栓所承受的横向载荷相等 z－螺栓的数目 铰制孔用螺栓，工作剪力F ： 普通螺栓： 或 f－接合面的摩擦系数，见表5-5； i－接合面数； Ks－防滑系数，Ks=1.1～1.3； 2、受转矩的螺栓组连接 （1）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷 （2）矩形接合面 a)普通螺栓连接 由静平衡条件： 则各个螺栓所需的预紧力为： ∴连接件不产生相对滑动的条件为： b)铰制孔用螺栓连接 由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距离成正比 由假设——板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比 由静平衡条件： 3、受轴向载荷螺栓组连接 单个螺栓工作载荷为： F = FΣ /z FΣ——轴向总载荷 z——螺栓数目 FΣ 4、受倾覆力矩的螺栓组连接 特点：M在通过x-x轴并垂直连接接合面的对称平面内。在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。 F0 F0 F2m F2 σp1 σp2 σp B1 A C1 C2 B2 Ob Om 变形 力 F1 F F2 Fm F2m F0 F1m 底板左侧合力： 底板右侧合力： F 的合力和Fm的合力对O-O的力矩作用，与M平衡 取底板为受力对象，设单个螺栓工作载荷为Fi ，由静平衡条件： F0 F0 F2m F2 σp1 σp2 σp 受力最大螺栓的总载荷： 受倾覆力矩的螺栓组连接正常工作条件 F0 F0 F2m F2 σp1 σp2 σp 正常工作条件：防止受压最大处