第5章螺纹连接和螺旋传动案例.ppt

潘存云教授研制 　螺栓连接的安全系数S 碳素钢 5~4 4~2.5 2.5~2 碳素钢 12.5~8.5 8.5 8.5~12.5 M6~M16 M16~M30 M30~M60 M16~M16 M16 ~M30 M30~M60 不控制预紧力的计算 控制预紧力的计算 受载类型 静载荷 变载荷 松螺栓连接 1.2~1.7 合金钢 5.7~5 5~3.4 3.4~3 合金钢 10~6.8 6.8 6.8~10 1.2~ 1.5 1.2~ 1.5 (Sa=2.5~4 ) 钢：Sτ=2.5， Sp= 1. 25 钢：Sτ=3.5~5， Sp= 1. 5 铸铁：Sp=2.0~2.5 铸铁： Sp= 2.5~3 铰制孔用螺栓连接 受轴向及横向载荷的普通螺栓连接 紧螺栓连接 §5－8　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 容易断裂部位： 一、降低螺栓总拉伸载荷F2的变化范围 轴向工作载荷F的变化范围　 0~ F Cb+ Cm Cb F0 ~ F0 +F 总拉伸载荷的F2变化范围 Cb ↓ 或 Cm ↑ → F2变化范围?F ↓ 提高螺栓连接强度的措施有哪些呢？ 以螺栓连接为例，螺栓连接的强度主要取决于螺栓的强度，因此，提高螺栓的强度，将大大提高连接系统的可靠性。 65% 20% 15% 二、 拧紧力矩 T1 ——克服螺纹副相对转动的阻力矩； T2 ——克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩； 设预紧力为F0 或预紧力（不受轴向载荷） fc ——摩擦因子。 无润滑时取 fc =0.15 Rf ——支撑面摩擦半径。 rf =(dw+d0)/4 简化公式 适用于M10~M60的粗牙螺纹， f’=0.15, fc=0.15, T ≈ 0.2 F0 d Fa是由连接要求决定的，为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧 可靠，应取： 总力矩 注意：对于重要的连接，应尽可能采用大于M12的螺栓。 Fa d0 d T 测力矩扳手 预紧力控制方法: 连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。 F 定力矩扳手 通常螺纹连接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。 (1)凭手感经验 (2)测力矩扳手 (3)定力矩扳手 (4)测定伸长量 潘存云教授研制 LS LM LS 尼龙圈锁紧螺母 连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动而失效。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松，即防止相对转动。 防松的方法 1. 利用附加摩擦力防松 弹簧垫圈 对顶螺母 §5－3　螺纹连接的防松 防松——防止螺旋副相对转动。 开口销与六 角开槽螺母 串联钢丝 2. 采用专门防松元件防松 圆螺母用止动垫圈 潘存云教授研制 止动垫圈 潘存云教授研制 潘存云教授研制 冲点防松法 3. 其它方法防松 1~1.5P 用冲头冲2至3点 粘合法防松 涂粘合剂 §5－5　螺纹连接的强度计算 螺栓连接的主要失效形式 滑扣 因经常拆装 受拉螺栓 塑性变形 螺纹部分 疲劳断裂 受剪螺栓 剪断 压溃 螺杆和孔壁的贴合面 经常拆卸 ——轴向变载荷 断裂 潘存云教授研制 螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径d及螺距P等。 一、松螺栓连接强度计算 强度条件 式中 d1 ——螺纹小径 mm ， [σ] ——许用应力 二、紧螺栓连接强度计算 Fa Fa 力除以面积 设计公式 装配时需要拧紧，在工作状态下可能还需要补充