第九讲 螺纹联接.ppt

* * * * * * * * * * * * 9.2.4 螺栓联接的防松 联接中常用的单线普通螺纹和管螺纹在冲击、震动或变载荷的作用下容易产生松脱现象。 螺纹联接防松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。 常用的防松方法: 摩擦防松 机械防松: 其他防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母 开口销 带翅垫片 止动垫片 永久防松：端铆、冲点、点焊 化学防松——粘合 9.3 单个螺栓联接强度计算 单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。所以在一组螺栓中找出受力最大的螺栓并计算所受力的大小、性质，以便强度计算。 根据联接的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和受剪螺栓，两者失效形式是不同的。 设计准则：针对具体的失效形式，通过对螺栓的相应部位进行相应强度条件的设计计算（或强度校核）。 螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1,然后按照标准选定螺纹的公称直径（大经）d等。 螺栓联接 普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接 工作载荷 横向工作载荷 轴向工作载荷 外载方向垂直于螺栓轴线 外载方向平行于螺栓轴线 用于轴向或横向工作载荷 用于横向工作载荷 9.3.1 受拉螺栓联接 1.松螺栓联接 强度条件： 设计公式： 式中 为松联接螺栓的许用拉应力（MPa）, 查表9-6 d1计算出后,再按标准查选螺纹的公称直径。 动画演示 2.紧螺栓联接 ① 只受预紧力紧螺栓联接 螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的符合应力状态。 螺栓危险界面上的拉伸应力为 螺栓危险界面上的扭转剪切应力为 动画演示 对于常用的单线、三角形螺纹的普通螺栓，取fv=tanjv=0.15，简化处理的t=0.5s,.根据第四理论，可求出当量应力se为 因此，强度条件为： 即 设计公式为 ②受横向外载荷的紧螺栓联接 载荷与螺栓轴向垂直,靠被联接件间的摩擦力传递.螺栓受载前需预紧,受载前后受力相同.螺栓内部危险截面上既有轴向预紧力F0形成的拉应力s,又有因螺栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1而形成的扭转剪应力t 受力特点 装配时要拧紧，工作载荷作用之前，螺栓已受预紧力 F′作用 F′ F′ R R T T1 F′ F′ 螺栓受 F′和 T1 作用 F′引起的拉应力： T1 引起的扭剪应力： 拉、扭联合作用时，按第四强度理论： 当量拉应力： 强度条件： 设计式： 预紧力F′应满足的条件？ 应使接合面摩擦力大于工作载荷R 摩擦力： m f F′ R ≥ C 当 m =1、f = 0.15、 C = 1.2 时， F′ ≥ 8 R F′：螺栓所受轴向预紧力 m ：结合面的数目 f ：结合面间的摩擦系数 C：可靠性系数，取1.1－1.3 R：螺栓联接所受横向工作载荷 此结构，要使联接不发生滑动，螺栓要承受8倍于横向外载荷的预紧力。结构笨重、不经济。因此要避免这种结构，而采用新结构。 ③ 承受轴向静载荷的紧螺栓联接 载荷方向与螺栓轴向一致,螺栓受载前需预紧,受载前后受力不同.螺栓内部危险截面上同样既有拉应力s,又有扭转剪应力t. 受力特点 强度条件: 设计公式: 式中FS为螺栓受载后所受的轴向总拉力(N),通过受载前对螺栓的预紧,和受载后螺栓轴向拉力的分析,可知 这里F为单个螺栓的轴向载荷, F″为受轴向外载荷后的残余预紧力 FS=F+ F″ F∑ = F′+ F × 动画演示 残余预紧力应满足下列要求：查表9-3 1）无特殊要求时 F″ =（0.2~0.6) F 2）变载作用时 F″ =（0.6~1.0) F 3）有紧密性要求时 F″ =（1.5~1.8) F 4 铰制孔用螺栓联接 螺栓杆受挤压应力和剪切应力作用。 此类螺栓预紧力小，计算时可忽略 强度条件： d 0 — 螺栓杆受剪面直径 δ — 最小挤压高度 设计时，按上述公式分别计算出d 0 ，取大值 m —剪切面的数目 9.4 螺纹联接件的材料和许用应力 9.4.1 螺纹联接件的材料 其它对螺纹有特殊要求（如防腐、耐高温）时，应选择有特殊性能的材料。 一般螺纹联接件常用材料为低碳钢和中碳钢，如Q215、Q235、15、35、45等 受冲击、振动和变载荷作用的螺栓可用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB等 材料的力学性能 see P218 表9－5 一句话：一般用途：碳素钢； 重要联接：合金钢 螺栓材料的许用拉应力按下式确定: 式中S为安全系数 see P219的表9-7。紧联接螺栓若不控制预紧力，则S大小与螺栓直径和载荷性质有关，此时设计螺栓联接时，常用试算法确定S。即先预估螺栓直径，再与计算出的螺栓直径作比较后，对S作调整和计算。 精度等