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第 10 章 连 接 三、螺纹的基本参数 1、矩形螺纹 2、非矩形螺纹(β≠0) 三、螺旋副的自锁 传动螺纹：梯形螺纹、锯齿形螺纹 此两种螺纹牙侧角比三角形螺纹小，可减少摩擦，提高效率，有较大的间隙贮存润滑油。 梯形螺纹牙侧角β=15° 锯齿形螺纹工作面牙侧角β=3°：效率最高，但只适用于承受单向的轴向载荷。 3、不可拆卸防松 焊接 铆冲 §10-6 螺栓连接的强度计算 螺栓连接的失效形式及计算准则 1、失效形式 A、螺栓杆拉断； B、螺纹的压溃和剪断； C、经常装拆时因磨损而发生滑扣现象。 2、计算准则 A、受拉螺栓：保证螺栓的静强度或拉伸疲劳强度； B、受剪螺栓：保证螺栓的挤压强度和剪切强度。 一、松螺栓连接 如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有工作载荷Fa起拉伸作用。 强度条件为： —验算公式 —设计公式 d1—螺纹小径（mm） [σ]—许用拉应力 N/mm2 (MPa) Fa 二、紧螺栓连接 紧螺栓连接——工作前有预紧力F0 承受工作载荷前拧紧，在拧紧力矩T和轴向载荷Fa（预紧力F0 ）作用下，螺栓发生拉扭变形，螺栓工作在复合应力状态。 预紧力Fa →产生拉伸应力σ 螺纹摩擦力矩T1→产生剪应力τ 按第四强度理论，当量应力： ∴ 强度条件为： 式中： f ——接合面摩擦系数 m ——接合面数目 F0 ——预紧力 C ——防滑系数（可靠性系数） C =1.1～1.3 1、承受横向工作载荷的普通螺栓强度 工作原理：依靠预紧力作用下在被连接件之间产生的摩擦力承受横向工作载荷。 F F F0 F0 摩擦力： 保证连接可靠，要求： ∴ 螺栓承受的载荷为： 分析：由上式可知，当f = 0.15，m =1，C =1.2，则F0≥8F，说明这种连接螺栓直径大。 为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力可采用如下减载装置： 铰制孔用螺栓连接 F F d0 Lmin 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件： 螺栓杆的剪切强度条件： F－螺栓所受的工作剪力，单位为N； d0－螺栓剪切面的直径，单位为mm； Lmin－螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm； [σp]－螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，单位为MPa； [τ]－螺栓材料的许用切应力，单位为MPa。 2、承受轴向工作载荷的紧螺栓强度 D p FE z F0 δc0 δb0 Δδ FR FR F0 F0 F0 Fa Fa FE FE Δδ 螺栓连接拧紧前 螺栓连接拧紧，承受工作载荷FE 螺栓连接拧紧，在承受工作载荷前 承受轴向工作载荷的紧螺栓工作分析 螺栓总拉伸载荷：Fa=FR+FE 紧螺栓连接需保证被连接件的接合面不出现缝隙，残余预紧力FR大于零。 FE无变化，FR＝（0.2～0.6） FE ； FE有变化，FR＝（0.6～1.0） FE ； 紧密性连接， FR＝（1.5～1.8） FE 。 螺栓总拉伸载荷： Fa=FR+FE 螺栓工作的总载荷：Fa=FR+FE 1、规定残余预紧力FR 承受轴向载荷的紧螺栓计算过程 强度条件： 2、计算总拉伸载荷Fa 3、计算螺栓强度 4、若轴向工作载荷FE在0- FE间周期性变化，则螺栓 所受总拉伸 载荷应在0- Fa间变化。此时变载荷螺 栓粗略计算仍可按上述进行，不同的是许用应力 和安全系数需在变载荷项内查取。 §10-7 螺栓的材料和许用应力 螺栓的常用材料 低碳钢和中碳钢，如Q215、Q235、10、35、45钢； 重要和特殊用途的螺纹紧固件可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi等。 螺栓的许用应力： 紧螺栓连接的安全系数： §10-8 提高螺栓连接强度的措施 螺栓连接承受轴向变载荷时，失效形式多为螺栓杆部分疲劳断裂： 提高螺栓连接强度的措施 一、降低总拉伸载荷Fa的变化范围 工作载荷在FE在0～ FE 间变化，螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围为F0 ～ 减小螺栓相对刚性系数,减小kb及增大kc 1、减小螺栓刚度kb A.减小螺栓光杆部分直径； B.采用空心螺杆； C.增加螺栓的长度。 2、增大被连接件的刚度kc A.采用金属垫片； B.采用O形密封圈。 二、改善螺纹牙间的载荷分布 Fa 螺纹牙间的受力情况 环槽螺母 内斜螺母 三、减小应力集中 增大过渡圆角 切制卸载槽 四、避免或减小附加应力 结构上：凸台、沉头座、斜面垫圈、球面垫圈 §10-11 键连接 一、键连接的类型 键连接的类型：平键、半圆键、楔键、切向键 1、平键连接 键的功用：键是一种标准件，通常用来实现轴与轮