[工学]哈工大王黎钦机械设计课件-第2-3-4次课_第五章 螺纹联接与螺旋传动-刘星斯维提收集.ppt

表 5.1 螺栓、螺钉、螺柱性能等级 螺母与螺栓匹配（硬度和强度）　 剩余预紧力F”值（与工作载荷F有关）： 对静载F: F”=(0.2～0.6)F 对动载F: F”=(0.6 ～ 1.0)F 有气密要求： F”=(1.5 ～ 1.8)F Fo = F’ + ΔFb =F” + F 经过推导： 3) 螺栓的排列应有合理的间距、边距 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取4，6, 8等偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画线 5) 避免螺栓承受偏心载荷 凸面和沉头座的应用 斜垫圈的应用 5.6.2 螺栓组连接的受力分析 (将工作载荷分配到每一个螺栓上) 1、受轴向载荷Q的螺栓组联接 2、受横向载荷R的螺栓组联接 （1） 普通螺栓联接 式中：f—接合面间摩擦系数 m—接合面数 Kf—可靠性系数 (2) 用绞制孔螺栓联接（螺栓的横向剪切载荷Fs） 3、受旋转力矩T的螺栓组联接 采用普通螺栓联接时，靠预紧后在接合面上各螺栓处摩擦力对形心的力矩之和平衡外加力矩T，所有螺栓预紧力F’相等 式中: r1、r2、...rz—各螺栓中心至螺栓 组形心O的距离 Kf—可靠性系数 f—接合面间摩擦系数 * 以联轴器为例说明 （2）采用绞制孔螺栓联接时，忽略接合面摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力对底板旋转中心的力矩之和平衡 4、受倾覆力矩M的螺栓组联接 1）强度条件 2）保证接合面既不出缝隙也不被压溃 接合面右端不被压溃： 左端不出现缝隙： ，MPa ，MPa ,MPa ,MPa 螺母 性能 等级 4 5 6 8 9 10 12 相配 螺栓 性能 等级 3.6,4.6,4.8 3.6,4.6, 4.8 5.6, 5.8 6.8 8.8 8.8 9.8 10.9 12.9 直径 范围 16 ≤ 16 所有直径 16 ≤ 16 所有 直径 ≤ 39 5.3 螺纹联接的预紧（Bolt preloaded) 预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F’的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移。预紧还可以防松 预紧力过大，会使联接超载； 预紧力不足，则又可能导致联接松动失效 到底需要多大的预紧力？ 需要根据工作载荷与连接要求定 重要的螺栓应控制预紧力(控制方法介绍) 拧紧力和预紧力关系 定力预紧 定力预紧+位置预紧 拧紧螺母时的力矩和预紧力 d F d D d D d f d d T ￠ - - + ￠ + = ] 3 2 ) tan( [ 2 1 2 0 2 1 3 0 3 1 2 r ? 拧紧力矩 螺纹力矩 摩擦力矩 装配时控制预紧力的方法 气动定力矩扳手 液压定力矩扳手 电动定力矩扳手 5.4 螺纹联接的防松 防松目的和实质：防止螺纹副之间发生相对运动 理论上，螺纹连接是摩擦自锁的，不会松动。但实际上如果螺纹副之间正压力突然消失（原因：振动、冲击、交变温度、交变载荷），就会松动??? 5.4.1 摩擦防松 1.双螺母 图上改错/P57 2. 弹簧垫圈 3. 锁紧螺母 5.4.2 机械防松 (1) 开口销与六角开槽螺母 (2) 止动垫圈 （3） 串联钢丝（方向很重要） 5.4.3 永久防松 新型一体化防松概念和方法 防松胶（眼镜防松、弹头防松） 防松螺母（日本） 5.5 单个螺栓联接的强度计算(Strength) 螺栓一般成组使用，怎么设计或者选择？ 1、将螺栓组受力分配到单个螺栓上 2、找出螺栓组中受力最大的螺栓 3、按照单个螺栓失效进行强度计算 所以，先从单个螺栓强度计算开始： 计算什么？ 根据强度条件确定螺栓直径， 选取合理的参数 失效形式： 受拉螺栓，螺杆的疲劳断裂、塑性变形，位置 受剪螺栓，螺杆被剪断，螺杆和孔壁的贴合面被压溃 5.5.1 松螺栓联接（For loose bolt-and-nut assembly） F:挂钩上的力 ,MPa 小径上的拉伸应力: Tension Stress: ，mm 螺纹小径: Minor Diameter: 许用应力: Allowable stress 5.5.2 紧螺栓联接(For tight bolt-and-nut assembly) 1、受横向工作载荷的普通紧螺栓连接 2、受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接 3、受轴向工作载荷的紧螺栓连接 1 3 2 1）螺杆与孔之间有间隙 3）螺栓受预紧力F’和螺纹力矩T1 1、受横向工作载荷Fs的普通紧螺栓联接 2）被连接件之间的摩擦力 与横向载荷Fs平衡 4）预紧力F’产生螺杆内部拉伸应力σ 螺纹力矩T1