2章 机械设计之连接幻灯片.ppt

第2章 连接 主讲人：潘承怡机械基础工程系（新主楼C406）Tel螺纹连接 概述 螺纹连接的基本类型和标准螺纹连接件 螺纹连接的拧紧和防松 单个螺栓连接的强度计算 螺栓组连接的受力分析 提高螺栓连接强度的措施 2.1 概述 2.1.1 螺纹的形成 2.1.2 螺纹的分类 n=1 n=2 2.1.3 螺纹的主要参数 2.2.2 标准螺纹连接件 螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈 螺栓刚度： 被连件刚度： 在合并图中： ∴ ——检查F”的大小 ——求总拉力 即：螺栓总拉力等于预紧力加上部分工作载荷。 由于 两图合并 Chapter 2 Screw Joints 讨论： 1、 ——螺栓相对刚度系数 当F、F’一定时， ∴为↓螺栓受力 —→ 选择不同垫片 ↓ —→应使 2、 ：不出现缝隙。(由 验算) (P32) 同理，考虑扭转作用，强度条件为： ——校核式 mm ——设计式 Chapter 2 Screw Joints Chapter 2 Screw Joints 若工作载荷为变载荷： 当工作载荷在F1~F2变化时，螺栓总拉力在F01~F02之间变化 变载荷下螺栓失效：Fa作用下的疲劳拉断 Fa——拉力变幅： ∴应力幅： 螺栓许用应力幅 （P30）表2.3 降低C1或增大C2，疲劳强度提高。 1、失效形式： 2、螺栓剪切强度条件 d——杆抗剪面直径 m——抗剪面数目 [τ]——许用剪应力 3、挤压强度条件 h——对象受压高度； [σp]——许用挤压应力，表2.4，取弱者计算； Chapter 2 Screw Joints 二、受剪螺栓连接 剪断、接触表面压溃。 2.5 螺栓组连接的受力分析 一、思路 连接结构形式、外载荷类型 —→螺栓受力 —→找出受载最大螺栓 —→按单个螺栓连接的计算方法计算 二、基本假定 1、各螺栓刚度相同； 2、各螺栓F’相同； 3、变形在弹性范围内； 4、被连件为刚体； 三、四种典型受载情况时 的受力分析 1、受轴向载荷的螺栓组联接 Chapter 2 Screw Joints 特点：载荷与螺栓轴线平行，并通过螺栓组对称中心。 —→各螺栓组平均受载： F=FQ/z 螺栓还受F’ —→F0 —→ 2、受横向载荷的螺栓组连接 Chapter 2 Screw Joints （1）特点：横向载荷作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组对称中心。 （2）承载方式： 形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载） 力闭合：受拉螺栓（由F’在结合面产生的摩擦力承载） （3）受力分析 a 、受拉螺栓 工作条件： 按仅受F’的紧联接计算。 式中：μs—— 结合面的摩擦系数； z —— 螺栓个数； m —— 结合面数目，图中m=2； kf——可靠系数（防滑系数）， kf=1.1~1.5。 Chapter 2 Screw Joints * Chapter 2 Joints Chapter 2 Screw Joints Chapter 2 Screw Joints Chapter 2 Screw Joints 联接：效率低、自锁性好。 传动：效率高、自锁性差。 螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等 30° 3° 30° 60° 三角形 梯形 锯齿形 矩形 单线，用于联接 粗牙：一般情况下使用。 细牙：d相同，p小， ψ小，牙浅，自锁性好，但不耐磨，易滑扣。∴ 用于变载荷场合。 Chapter 2 Screw Joints 螺纹位置：内螺纹——螺母；外螺纹——螺钉。 旋向判定： 顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。 螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹（常用）。 思考： Chapter 2 Screw Joints 螺纹线数：单线（联接）；双线；多线（传动）。 （头数） Chapter 2 Screw Joints ⑤ 螺距p ② 线数n：n=1时用于联接；n＞1时用于传动； n↑→η↑，但为便于制造n≤4 ③ 牙形角? ：螺纹牙两侧面夹角。 ① 直径 大径d：公称直径。M20→d=20mm 小径d1：螺纹的最小直径。 中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计算用。 一般取：d2=(d+d1)/2 ④ 牙形斜角?：牙型侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。 对于对称牙型：?=?/2 Chapter 2 Screw Joints ⑦ 中径升角? ： ⑥ 导程s：s = n p Chapter 2 Screw Joints 2.2 螺纹连接的主要类型