机械设计基础 教学课件 ppt 作者 孙占刚 主编 邹克武 贾志宁 副主编第14章 螺纹联接与螺旋传动.ppt

14.1 螺纹的主要参数和常用类型 （2）小径d1：外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）所在圆 柱面直径。 14.2 螺纹联接的基本类型和螺纹联接件 　 螺杆、通孔间采用较大间隙的间隙配合，螺杆受拉。结构简单，装拆方便。 广泛应用于被连接件不太厚的普通连接场合。 螺杆、通孔间为基孔制过渡配合（H7/m6或H7/n6),孔的加工精度要求高,主要承受横向载荷，螺杆受剪。 用于被连接件不太厚，需精确固定被连接件相对位置的场合。 螺杆两端均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母。拆装时只需拆螺母，螺纹孔不易损坏。 适用于被连接件之一较厚，经常拆卸的场合。 3.螺钉连接 图b为铰制孔螺栓 A型——有退刀槽 B型——无退刀槽 14.3 螺纹联接的预紧与防松 （1）预紧力过大会导致连接过载甚至拉断；预紧力过小则连接不可靠。 联接用螺纹一般采用单线三角形螺纹，都满足自锁条件，在常温静载荷情况下不会产生联接松动的现象。但在冲击振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减少或瞬间消失，这种现象多次重复后，就会使连接松脱。因此，机器中的螺纹联接应采取防松措施。 14.5 螺纹联接结构设计注意事项 　 减小螺栓刚度的常用措施有：1.适当增加螺栓的长度、减小螺栓杆直径或做成中空的结构——柔性螺栓。2.在螺母下面安装弹性元件。当工作载荷由被联接件传来时，由于弹性元件的较大变形，也能起到柔性螺栓的作用。　 14.6 螺旋传动简介 特点： 一般采用梯形螺纹，单向受力也可采用 锯齿形螺纹。受力较小且不经常转动。 结构简单，运转平稳无噪音，便于 制造，易于自锁，但传动效率低，摩擦 和磨损大。 3.防松方法 防松：防止螺母与螺杆的相对转动。 防松类型：摩擦防松、机械防松和变为不可拆连接 1.摩擦防松： 弹 簧 垫 圈 椭圆口自锁螺母 对 顶 螺 母 开口销与槽形螺母 2.机械防松 止动垫片 圆螺母用带翅垫片 串联钢丝 3.变为不可拆连接 冲点 点焊、胶粘、冲点等。 14.4 螺栓连接的强度计算 螺栓连接的主要失效形式： (1)受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂; (2)受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓 杆被剪断; (3)因经常拆卸使螺纹牙相互磨损而发生滑扣。 式中 F——轴向工作载荷（N）； d1——螺栓小径（mm）；  [σ]——松螺栓联接时的许用拉应力（MPa） 14.4.1 松螺栓连接 设计式： 校核式： F0—每个螺栓的预紧力 m —接合面对数 f —被联接零件表面的摩擦系数 K —过载系数 z —联接螺纹的个数 FR—横向外载荷 14.4.2 紧螺栓联接 承受横向外载荷的紧螺栓联接 式中： （1）求预紧力 对于M10-M68的普通螺栓，取d2、d1及Ψ的平均值，并取：tanρv=fv=0.17,则可得：τ≈0.5σ （2）求螺栓危险截面上的拉应力： （3）求危险截面上的扭转应力： 按照第四强度理论，有： （4）求相当应力 设计式： 紧螺栓联接在预紧时虽同时承受拉伸与扭转的组合作用，但在计算时可只按拉伸强度来计算。具体做法是将所受拉力增大30%考虑扭转切应力的影响。 结论： 校核式： 2.受轴向载荷的紧螺栓连接 F--工作载荷 (a)未拧紧 (b)拧紧后 (c)受工作载荷F --剩余预紧力 螺栓所受总拉力： 剩余预紧力 的取值范围 F0′=（0.6～1.0）F 工作载荷不稳定 F0′=（0.2～0.6）F 工作载荷稳定 一般连接 F0′=（1.5～1.8）F 有密封性要求的连接 剩余预紧力F0′ 连接类型 考虑到拧紧时所产生的扭转切应力的作用，关于此种螺栓联接有: 强度校核式： 设计公式： 设横向载荷为FR，螺栓个数为z，则每个螺栓承受的剪力FQ为： 14.4.3 铰制孔用螺栓连接 铰制螺栓孔与螺栓杆之间为过渡配合，螺栓杆直接承受剪切,螺栓杆和孔壁受挤压。 （1）失效形式 （2）剪切 剪切强度校核式： 剪切设计公式： m—螺栓受剪面数 ［τ］—许用剪应力 （3）挤压 挤压强度校核式： 挤压设计公式： 设计时取： 一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 理论和实践证明，变载荷工作时，减小螺栓刚度或增大被联接件刚度都能减小应力幅（总拉力F∑变动范围），达到提高螺栓疲劳强度的目的。 二、改善螺纹牙间载荷分布不均