螺纹连接和螺旋传动.详解.ppt

承受轴向载荷的紧螺栓2 承受轴向载荷的紧螺栓3 国家标准规定螺纹连接件按材料的力学性能分出等级 。 螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为十级，自3.6至12.9。 小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100（σB /100）,小数点后的数字代表材料的屈服极限(σs或σ0.2)与抗拉强度极限(σB)之比值（屈强比）的10倍(10σs /σB )。 也就是说 ▲ .■ σb=100 × ▲ σs=10× ▲ ×■ （单位MPa） 表3-6 螺栓、螺钉和螺柱的性能等级 注：规定性能等级的螺栓、螺母在图纸中只标出性能等级，不应标出材料牌号。 例如：性能等级4.6， 4代表材料的抗拉强度极限为σb= 4×100 = 400 MPa， 6表示屈强比为0.6，σs=10×4×6=240 MPa 。 螺母的性能等级分为七级，4,5,6,8,9,10, 12。数字粗略表示螺母保证（能承受的）最小应力σmin的1/100（σmin / 100）。 选用时，须注意所用的螺母的性能等级应不低于与其相配的螺栓的性能等级。 表3-6(b) 螺母的性能等级 注：1）均指粗牙螺纹螺母。 2）性能等级为10、12的硬度最大值为38HRC，其余性能等级的硬度最大值 为30HRC。 2．螺栓连接的许用应力和安全系数见表3-7 例题： 将力FR 分解并向螺栓组形心及结合面平移，得： 横向载荷 倾覆力矩 设计中，需要防止如下四种可能的失效形式： 支架下滑； 需要足够大的 F0 。 螺栓拉断； 需要足够大的螺栓直径 。 下沿不压溃 上沿不开缝； 例：如图所示的支架受 F 力。 将 F 力分解并向螺栓组形心及结合面平移，得： 轴向载荷 横向载荷 翻转力矩 设计中，需要防止如下四种可能的失效形式： 上沿开缝； 下沿压溃 支架下滑； 需要足够大的 。 螺栓拉断； 需要足够大的螺栓直径 。 影响螺栓强度的因素很多，主要涉及螺纹牙的载荷分配、应力变化幅度、应力集中、附加应力、材料的力学性能和制造工艺等几个方面。下面分析各种因素对螺栓强度的影响并介绍提高强度的相应措施。 3.6 提高螺栓连接强度的措施 一、改善螺纹牙间的载荷分布 加厚螺母不能提高连接强度。 普通螺母 加厚螺母 10圈以后，螺母牙几乎不承受载荷。 螺母体 螺栓杆 螺栓杆 Fa 螺母体 F=F1+F2+F3+F4+F5 F1F2F3F4F5 F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 螺栓杆 Fa 螺母体 螺栓、螺母的刚度和变形性质不同。即使是制造和装配精确的螺栓和螺母，传力时其各圈螺纹牙的受力也是不均匀的，这是由于螺栓受拉螺距增大，而螺母受压螺距减小，二者变形不能协调。 有10圈螺纹的螺母，最下圈受力为总轴向载荷的34%，以上各圈受力递减，最上圈螺纹只占1.5%。 措施: （a）采用悬置螺母。 螺母体 螺栓杆 悬置螺母均载原理 螺母体 Fa 螺栓杆 螺母和螺杆均为拉伸变形，有助于减小两者螺距变化的差，使受载均匀。 （b） 环槽螺母 （c） 内斜螺母图 内斜螺母，螺母旋入端有10°～15°的内斜角，原受力较大的下面几圈螺纹牙受力点外移，使刚度降低，受载后易变形，载荷向上面的几圈螺纹转移，使各圈螺纹的载荷分布趋于均匀。 环槽螺母，其工作原理与悬置螺母相近，但均载效果不及。 3.6 提高螺栓连接强度的措施 承受轴向变载荷时，螺栓的损坏形式：疲劳断裂 应力幅是影响疲劳强度的主要因素 容易断裂部位： 二、降低应力幅 轴向工作载荷F 的变化范围: 总拉伸载荷的F2变化范围: 0~ F ⑴ 在螺栓和被连接件的刚度不变的情况下 F 的变化范围↓ → F2 变化范围↓ 螺栓的最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。 最大应力一定时，应力幅越小，最大应力和最小应力相差越小，疲劳强度越高。 ⑵ 在工作载荷和残余预紧力不变的情况下 ①减小螺栓刚度可以减小应力幅 减小螺栓刚度以减小应力幅时，预紧力应相应增大。 ⑵ 在工作载荷和残余预紧力不变的情况下 ①减小螺栓刚度以 减小应力幅 ②增大被连接件刚度 减小应力幅 ⑵ 在工作载荷和残余预紧力不变的情况下 ②增大被连接件刚度 减小应力幅 ⑵ 在工作载荷和残余预紧力不变的情况下 减小被连接件刚度以减小应力幅时，预紧力应相应增大。 ⑵ 在工作载荷和残余预紧力不变的情况下 ③同时采取以上措施 减小应力幅 d 0.7d d 1. 采用柔性结构减小螺栓刚度 宜采取措施: 适当增大螺栓的长度； 部分减小螺杆的直径或做成中空的结构—柔性螺栓； 在螺母下面安装弹性元