CH05西北工业机械设计ppt.pptx

第十五章 螺纹连接与螺旋传动§15-1 螺纹§15-2 螺纹连接的基本形式§15-3 螺纹连接的预紧和防松§15-4 单个螺拴连接的强度计算§15-6 提高螺纹连接强度的措施螺　纹一、螺纹的分类螺纹的类型与特点1螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹按工作性质分为连接用螺纹和传动用螺纹。连接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠连接；传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。 螺　纹螺纹的类型与特点2二、普通螺纹的主要参数大径d－即螺纹的公称直径。小径d1－常用于连接的强度计算。中径d2－常用于连接的几何计算。螺距P－螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。线数n－螺纹的螺旋线数目。导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S=nP。升角y的计算式为： 说明螺纹连接的类型与标准连接件连接类型与标准件1一、螺纹连接的基本类型 除上述连接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹连接。如：T型槽螺栓连接、吊环螺钉连接和地脚螺栓连接等。 螺纹连接的类型与标准连接件连接类型与标准件2二、标准螺纹连接件 螺纹连接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。 ../Ch05/HTML/VRML.HTM虚拟现实中的螺纹连接件 预紧力限制 预紧力和预紧力矩之间的关系：详细推导螺纹连接的预紧 预紧力：纹连接的预紧 大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 预紧的目的： 增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。 预紧力的控制：　利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用../Ch05/Animator/测力矩扳手.swf测力矩扳手或../Ch05/Animator/定力矩扳手.swf定力矩扳手，对于重要的螺栓连接，也可以采用../Ch05/Animator/测量螺栓长度.swf测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。 注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。 螺纹连接的防松螺纹连接的防松 螺纹连接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，螺纹连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致连接失效。　防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法，例如铆冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等。 详细推导螺纹连接的强度计算 连接的失效形式：主要是指螺纹连接件的失效。对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓，其失效形式可能是螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。螺纹连接的强度计算1 螺栓连接强度计算的目的是根据强度条件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸均按标准选定。 螺栓连接的强度计算主要与连接的装配情况（预紧或不预紧）、外载荷的性质和材料性能等有关。一、松螺栓连接强度计算1．仅受预紧力的紧螺栓连接 二、紧螺栓连接强度计算2．受轴向载荷的紧螺栓连接3．承受工作剪力的紧螺栓连接 预紧力引起的拉应力：螺牙间的摩擦力矩引起的扭转剪应力：根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:强度条件：受横向载荷螺栓连接说明螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算2 1．仅受预紧力的紧螺栓连接　当连接承受较大的横向载荷F时，由于要求F0≥F／f（f=0.2），即F0≥5F ，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加，可采用减载措施。 详细分析这时螺栓的总拉力为：式中：为螺栓的相对刚度，其取值范围为 0~1。疲劳强度校核螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算32．受轴向载荷的紧螺栓连接 螺栓预紧力F0后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的总拉力F2 = ?式中F1为残余预紧力，为保证连接的紧密性，应使 F1 ＞0，一般根据连接的性质确定F1的大小。 为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧力F1存在，要求螺栓连接的预紧力F0为：静强度条件： 螺纹连接的强度计算3．承受工作剪力的紧螺栓连接螺纹连接的强度计算4 这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受剪切。螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：螺栓杆的剪切强度条件为：式中：F－螺栓所受的工作剪力，单位为N；　d0－螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；　Lmin－螺栓杆与孔壁