第十一章连接预案.ppt

第十一章连接 第一节螺纹连接 第二节键连接 第三节销和过盈连接 第一节螺纹连接 一、螺纹及基本参数 常用的螺纹主要有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹。前二种主要用于连接，后三种主要用于传动。其中除矩形螺纹外，都已标准化。标准螺纹的基本尺寸可查阅有关标准)常用螺纹的类型、特点和应用见表11一1 螺纹的主要几何参数(图11一1) 二、螺纹连接的类型和螺纹紧固件 1.螺纹连接类型 螺纹紧固件连接的主要类型有:螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接，其用途和特点见表11一2 第一节螺纹连接 2.常用螺纹紧固件 机械制造中常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫片等，这些零件都是标准件，设计时可根据有关标准选用。它们的结构、特点及应用见表11一3 3.螺纹紧固件常用材料和机械性能等级 国家标准规定螺纹紧固件按材料的机械性能分级。螺栓、螺钉、双头螺柱及螺母机械性能等级见表11一4。螺栓、螺柱、螺钉的机械性能等级分为十级，自3. 6至12. 9 ;螺母的性能等级分为七级，从4到12。 第一节螺纹连接 螺纹紧固件常用材料一般为中低碳钢，如Q215 , Q235 ,10 ,15 ,35和45钢等。在承受变载荷或有冲击、振动的重要连接中、可用合金钢，如40Gr ,15 MnVB和30CrMnSi等。螺母材料一般比配合螺栓的硬度低20~40HB5，以减轻螺栓磨损。随着生产技术的不断发展，高强度螺栓的应用日益增多。当有防腐蚀或导电要求时，螺纹紧固件可用铜及其合金或其他有色金属。近年来还发展了塑料螺栓、螺母)螺纹紧固件常用材料的疲劳性能见表11一5 第一节螺纹连接 三、螺纹连接的预紧和防松 1.螺纹连接的预紧 通常通过控制拧紧力矩等方法来控制预紧力的大小。图11一2、图11 -3分别是控制拧紧力矩的测力矩扳手和定力矩扳手。测力矩扳手的工作原理是根据扳手上的弹性元件1，在拧紧力的作用下所产生的弹性变形来指示拧紧力矩的大小。为方便计量，可将指示刻度2直接以力矩值标出。定力矩扳手的工作原理是当拧紧力矩超过规定值时，弹簧3被压缩，扳手卡盘1与圆柱销2之间打滑，如果继续转动手柄，卡盘将不再转动。 对于常用M10一M68粗牙普通钢制螺纹，拧紧力矩 第一节螺纹连接 2.螺纹连接的防松 连接螺纹都能满足自锁条件，在静载荷和工作温度变化不大时，一般不会自动松脱。但在振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，使连接松脱。连接一旦出现松脱，轻者会影响机器的正常运转，重者会造成严重事故。因此，为了防止连接松脱，保证连接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。 第一节螺纹连接 四、单个螺栓的强度计算 对单个螺栓而言，螺栓受载形式不外乎轴向受拉和横向受剪两类，受力的性质分静载荷和变载荷两种。 受拉螺栓的失效形式主要是螺栓杆部的损坏:在轴向静载荷的作用下，螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形和断裂;在轴向变载荷的作用下，螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂，毁坏的地方都是截面有剧烈变化因而有应力集中之处。根据统计分析，在静载荷下螺栓连接是很少发生破坏的，只有在严重过载的情况下才会发生。就破坏性质而言，约有90%的螺栓属于疲劳破坏。统计资料表明变载荷受拉螺栓(如图11一4所示)在从螺母支撑面算起第一圈或第二圈螺纹处毁坏的约占65，在光杆与螺纹部分交界处毁坏的约占20 %，在螺栓头与杆交界处毁坏的约占15%。如果螺纹精度较低或经常装拆，还可能经常发生滑扣失效。 第一节螺纹连接 受剪螺栓连接(如受横向载荷的铰制孔用螺栓连接)的主要失效形式为:螺栓杆和孔壁相接触的表面被压溃。 螺栓连接的强度计算方法同样也适用双头螺柱连接和螺钉连接。 1.受拉螺检连接的强度计算 (1)松连接螺栓强度计算松连接螺栓装配时，螺母不需要拧紧。在承受工作载荷之前，螺栓不受力。这种连接应用范围有限，图11一5所示为起重吊钩的螺栓连接。 一般机械用的松螺栓连接，其螺纹部分的强度条件为 第一节螺纹连接 (2)紧螺栓连接强度计算紧连接螺栓在安装时必须将螺母拧紧，所以螺纹部分不仅受预紧力F’所产生的拉伸应力的作用，还受螺纹副摩擦力矩T1产生的扭转切应力作用。螺栓危险截面的拉伸应力 螺栓危险截面的扭转切应力为