eA第五章 螺纹连接和螺旋传动.ppt

潘存云教授研制 表5-10 螺纹连接的安全系数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 M6~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 提高螺纹连接强度的措施 承受轴向变载荷时，螺栓的破坏形式： 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F2的变化范围: Cb ↓ 或 Cm ↑ → F2的变化范围?F ↓ 螺栓连接强度主要取决于螺栓强度， 65% 20% 15% 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F0 θm θb 措施一：降低螺栓刚度（ C′b Cb , θ′b θb ） 措施二：提高被连接件刚度（ C′m Cm , θ′m θm ） 措施三：综合措施（ C′b Cb , C′m Cm , F′0 F0 ） ?F F F1 F2 F′2 F′ ?F θm F′1 θ′b F′0 θm F′=F ?F′?F 残余预紧力减小 ?F′?F 残余预紧力减小 F′=F F′=F， F′1 =F1 ?F′?F 前两种措施会导致残余预紧力减小，使密封性能降低。为保证可靠工作，可适当增大预紧力。 F′2 F′ ?F′ F′1 θ′b F0 θm θb ?F F F1 F2 F′ F′1 ?F′ F0 θb ?F F F1 F2 θm 潘存云教授研制 d 0.8d 0.7d d 1)采用柔性结构：加弹性元件、 或采用柔性螺栓。 2)有密封要求时，采用金属薄垫片。 3)或者采用O形密封圈。 宜采取措施: 二、改善螺纹牙间的载荷分布 措施: 采用均载螺母。 加厚螺母不能提高连接强度。 普通螺母 螺栓杆 螺母体 螺栓杆 螺母体 螺栓杆 Fa F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 螺母体 螺栓杆 F F=F1+F2+F3+F4+F5 F1F2F3F4F5 螺栓杆 F 螺栓杆 F 螺母体 均载螺母原理 加厚螺母 潘存云教授研制 10~15? 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 10~15? 内斜与环槽螺母 均载原理相同?螺母也受拉力 可使载荷较大的头几圈螺纹牙容易变形，使载荷上移而改善载荷分布不均。 均载 元件 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 内斜螺与环槽螺母 钢丝螺套 ?加工复杂，仅限于用 在重要场合或大型联接。 钢丝螺套 潘存云教授研制 潘存云教授研制 支承面不平 三、减小应力集中 1) 增大过渡圆角 2) 切制卸载槽 r 四、避免或减小附加应力 采用凸台或沉孔结构 切削加工支承面 潘存云教授研制 被联接件变形太大 3) 卸载过渡结构 要从结构、制造与装配精度采取措施。 潘存云教授研制 五、采用合理的制造工艺 冷镦头部、辗压螺纹比切削 疲劳强度提高30% 表面处理： 氰化、氮化、喷丸等处理，都能提高疲劳强度。 球面垫圈 采用球面垫圈和腰环螺栓可以保证螺栓的装配精度。 腰环螺栓 例：一厚度? =12mm的钢板用4个螺栓固联在厚度?1=30mm的 铸铁支架上，螺栓的布置有左图、右图两种方案。已知载荷 F?=12000N，l =400mm, a=100mm。螺栓材料为Q235（性能 等级为4.6），[? ]=96 MPa,铸铁架[?p] =180 MPa