[工学]第四章 螺纹联接.ppt

第 页 第四章 螺纹联接 * 机械设计 * 联接综述 一、联接分类 1、按运动关系分 静联接：无相对运动。如螺纹联接、普通平键联接。 动联接：相对运动。如花键、螺旋传动等—运动副 2、按传载原理分 靠摩擦力：如受拉螺栓、过盈联接。 非摩擦：靠联接零件的相互嵌合传载，如平键。 材料锁合：附加材料分子间作用，如粘接、焊接。 3、按拆开时是否损坏零件分 可拆联接：如螺纹联接（最广泛的可拆联接）。 不可拆联接：如焊接、铆接等。 二、联接的类型选择和要求 1.联接的类型选择 根据联接的具体工作情况和被联接件的材料、形状、尺寸等。 2.联接的基本要求 联接牢固；零件强度足够；良好工艺性和经济性；其它要求。 螺 纹 联 接 螺纹 螺纹联接的类型拧紧与防松 单个螺栓的强度计算 螺栓组联接的受力分析 提高螺纹联接强度的措施 螺旋传动 第一节 螺 纹 一、螺纹形成原理及主要参数 螺旋线 将一倾斜角为ψ直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。 螺 纹 沿着螺旋线做出具有相同剖面的连续凸起和沟槽就是螺纹。 外螺纹 内螺纹 主要参数 1) 大径d、D 2) 小径d1、D1 3) 中径d2、D2 4) 牙型角α 5) 牙型斜角β 6) 高度h 7) 螺距P 8) 导程（s）Ph 10) 升角ψ 9) 线数n 二、常用螺纹 1.螺纹位置：内螺纹；外螺纹。 2.螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹（常用）。 思考 3.螺纹线数：单线（联接）；多线（传动） 4.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 效率低、自锁性好 单线，用于联接 粗牙：一般情况下使用。 细牙：p小， ψ小，牙浅，自锁性好，但不耐磨，易滑扣。 效率高、自锁性差 双线或多线，常用于传动 光孔，间隙，方便，不厚，受拉 光孔，过渡，紧凑，不厚，受剪 第二节 螺纹联接的类型、拧紧和防松 1.螺栓联接 普通螺栓联接 铰制孔用 一光孔，一螺纹孔一较厚，经常拆卸 一光孔，一螺纹孔一较厚，不经常拆卸 2.螺柱联接 3.螺钉联接 4、紧定螺钉联接 螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定 两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。 二、螺栓联接的拧紧 1.预紧 目的 ↑联接刚度 ↑防松能力 ↑紧密性 螺母支承面间的摩擦阻力矩 T=T1+T2 螺纹副间的摩擦力矩 —— 螺纹副间有效圆周力 （rf——支承面摩擦半径） ∴ kt——拧紧力矩系数，一般取kt=0.2 重要的联接，不宜采用小于M12~M16mm的螺栓。 2、控制T的方法 一般情况凭经验，拧紧即可。 方法： 测量螺栓伸长量：大型螺栓联接 定力矩扳手 测力矩扳手 冲击扳手 测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，不适用与大型螺栓联接。 测量螺栓伸长量 三、螺栓联接的防松 1.螺纹联接按自锁条件设计： ψ ≤ρv。 ∴ 静载下不会自行松脱。 2.松动原因 冲击、振动、变载荷下 温度变化较大时 3.防松方法 ——防止螺旋副相对转动 防松原理 摩擦防松 机械防松 永久防松 对顶螺母 弹簧垫圈 1）摩擦防松 开口销与槽形螺母 2）机械防松（直接锁住） 正确 不正确 注意金属丝穿入方向 串联金属丝 3）破坏螺纹副关系 不可拆联接 胶接 冲点 焊住 第三节 单个螺栓联接的强度计算 一、受拉螺栓联接 失效形式主要是螺纹部分的塑性 变形、断裂和螺杆的疲劳断裂。 1.松螺栓联接 仅受轴向工作拉力F 失效：拉断 强度条件： MPa —校核式 [σ]——许用应力， [σ]= σs／[S] 。 mm —设计式 2.紧螺栓联接 （1）只受预紧力F’ F’拉应力 T1产生τT 对钢制M10~M68mm螺栓： 强度条件： ——校核式 紧联接时，将拉应力增大30%以考虑拧紧力矩的影响。 mm ——设计式 （2）受预紧力F ’和轴向工作载荷F 的紧螺栓联接 a、未拧状态 b、拧紧状态F’ c、工作状态F 无变形—→ F’ —→ δ1 δ2 —→ +F —→ δ1+Δδ1 δ2-Δδ2 变形协调条件 Δδ1= Δδ2 =Δδ 变形 载荷 F’ 变形 载荷 F’ 螺栓刚度 被联件刚度 a) 螺栓 b) 被联接件 变形 载荷 F’ 变形 载荷 F’ a) 螺栓 b) 被联接件 F F’’ F0 F’’ ∴ 螺栓总拉力等于预紧力加上部分工作载荷。 γ1 γ2 1 2 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。 同时考虑扭转作用，强度条件为： ——校核式 mm ——设计式 （3）受轴向变载荷的紧螺栓联接 载荷 F’’ F 时间 变形 F’ F0 时间 载