第五章螺纹连接精要.ppt

* * * * * * * * * * 2. 按螺旋副摩擦性质分： 1. 按用途分： 传力螺旋（传力为主，低速，起重装置） 传导螺旋（传递运动，高速，进给装置） 调整螺旋（空载调整，微调装置） 静压螺旋（螺母螺纹牙两侧开油腔） 滚动螺旋（有特别滚道，有钢球滚动体） 滑动螺旋（摩擦阻力大，效率低） (二) 螺旋传动的分类： 螺旋起重器 二、滑动螺旋的结构和材料 （一）结构 1. 螺杆与螺母的固定与支承形式 ①垂直布置 ②水平布置 例：起重器，千斤顶 例：车床进给机构 当螺杆短且直径较大时，螺母可以作为支承； 当螺杆细而长时， 为了提高螺杆的工作刚度，需要增加中间支承或者采用两端支承。 2. 螺母的结构 ① 整体式螺母 ② 剖分式螺母 ③ 组合螺母 不能调整螺纹间隙，适合于传动精度不高的场合。 打开时，螺杆空转；合上时，螺纹旋合，可调隙 通过调整楔块来补偿轴向间隙 3. 传动螺纹的选择 ① 螺纹形状 矩形、梯形螺纹、锯齿形螺纹 ② 螺旋线数的选择 传力和调整螺旋——单线（便于自锁和微调） 传导螺旋——多线（提高传动效率） （二）螺杆与螺母的材料 要求有足够的强度、较好的耐磨性。详见P95：表5-11 三、滑动螺旋传动的设计计算 （一）主要失效形式与设计准则 1. 失效形式（与连接螺纹的失效区别） 2. 设计准则 针对磨损，确定耐磨性准则 针对塑性变形与断裂，确定强度准则 针对失稳，确定稳定性准则 传动螺纹在载荷作用下相对运动，螺纹牙易磨损、易折断；螺杆大都是细长杆件，易折断、受轴向压力易失稳。 （二）设计计算与校核计算的方法 1. 耐磨性计算 螺纹工作面上的压力要小于许用压力 ——螺纹工作圈数 ——螺母的高度 不同的螺母结构(耐磨性不同)，引入修正系数 整体螺母 部分螺母 根据耐磨性的要求，螺纹直径的设计公式： 矩形、梯形螺纹 锯齿螺纹 2. 螺杆的强度计算 传动螺杆不能引用 进行计算，因为传动螺纹力矩较连接螺纹（三角螺纹）力矩小，由此引起的扭转切应力不再与拉应力保持 的关系，必须分别计算出 和 后，应用第四强度理论求 螺纹摩擦力矩： 实心圆轴的抗扭截面模量： 3. 螺母螺纹牙的强度计算 螺纹牙受载荷作用，根部易折断，分析其受力情况：牙根部受到的剪切与弯曲应力 危险截面： 危险截面的抗弯截面模量： 剪切强度： 弯曲强度： 4. 螺杆稳定性计算 螺杆稳定性条件: 传力螺旋： 传导螺旋： ——长度系数（表5-14） ——螺杆工作长度 螺杆的临界载荷: 作业：P101 5-4，5-9 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 5. 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。尽可能让螺栓轴线与螺母及螺栓头部垂直。必需的时候加凸台、沉头座或用斜面垫圈。 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其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。 受力分析时所作假设： ①所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； ②螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； ③受载后连接接合面仍保持为平面。 受力分析的类型 1.横向载荷 4. 倾覆力矩 2. 转矩 3. 轴向载荷 螺纹连接组的设计2 螺纹连接组的设计3 （1）对于普通螺栓连接（图a） ，依靠预紧后接合面间所产生的摩擦 来抵抗横向载荷。 1．受横向载荷的螺栓组连接 ——防滑系数(1.1~1.3) 根据公式 校核螺栓强度。 （2）对于铰制孔用螺栓连接（图b），依靠螺杆承受剪切和挤压。 根据挤压强度公式 校核螺栓的挤压强度和剪切强度。 根据剪切强度公式 螺纹连接组的设计4 2．受转矩的螺栓组连接 (1) 普通螺栓，依靠预紧后在接合面间 产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。 (2)采用铰制孔用螺栓，依靠螺栓承受 剪切和挤压来抵抗转矩T。 ——比例常数 3．受轴向载荷的螺栓组连接 每个螺栓所受轴向工作载荷为： 螺栓还承受预紧力 的作用，每个螺栓所承受的总载荷 螺纹连接组的设计6 4．受倾覆力矩的螺栓组连接 作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡: 最大工作载荷： ①受力最大的螺栓强度校核 螺栓的总拉力： 最后，做螺栓的强度校核： 2. 结合面受压最小处不出现间隙 1. 结合面受压最大处不被压碎 压应力由两部分组成，第一：由预紧力形成；第二：由弯矩形成。 ②压应力校核 压应力校核： 由材料力学知：弯曲应力计算公式： 压应力： §5.7 螺纹连接件的材料与许用应力 一、螺纹连接件材料 ①. 螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为10级：3.6~12.9 例：“3.