机械设计基础 教学课件 ppt 作者 王宪伦 苏德胜 主编第五章 螺纹连接和螺旋传动.ppt

2、螺纹类型、特点及应用 螺纹旋向判断 旋向(螺旋线方向)：常用右旋，特殊要求时用左旋 （思考左旋的场合与原因） 旋向判断: (1)顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。 (2)右手旋，前进—右旋 左手旋，前进—左旋 3、 主要参数 大径d、D：最大直径—公称直径 小径d1：外螺纹的最小直径 —强度直径 中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙的宽度相等 螺距P：相邻两牙轴向距离 导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间的轴向距离，S = nP 升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角 牙型角a ：螺纹两侧边的夹角 牙侧角β：螺纹一侧边与螺纹轴线垂线间的夹角 螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面 螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动 当螺杆和螺母之间受到轴向力F时，拧动螺杆或螺母，螺旋面间将产生摩擦力 1 螺纹副的受力分析 2 螺纹副的效率 3 螺纹的自锁条件 4 螺纹联接的拧紧力矩 3 螺纹的自锁 4螺纹副的效率 5-2螺纹连接的类型及标准连接件 螺栓连接 普通螺栓连接 铰制孔螺栓连接 双头螺栓连接 螺钉连接 螺钉连接 紧定螺钉、自攻螺钉连接 其它连接：地脚螺栓、吊环螺钉 1.螺栓连接 普通螺栓连接 特点：孔与杆间有间隙、被连接件上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：连接件不厚且经常装拆的一般场合，承受轴向载荷 铰制孔螺栓连接 特点：孔与杆间无间隙、被连接件上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：连接件不厚且经常装拆的一般场合，承受横向载荷的场合 2.双头螺栓、螺钉连接 双头螺栓连接 特点：被连接件上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：用于被连接件之一较厚、经常装拆的场合 螺钉连接 特点：不用螺母、被连接件上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：被连接件之一较厚，且不常装拆的场合 3.紧定螺钉连接 适用场合： 多用于轴上零件的固定，传递较小的力 锥端螺钉连接 平端螺钉连接 圆柱端螺钉连接 4.其他连接 地脚螺栓连接、吊环螺栓连接、 T形槽螺栓连接 螺栓 普通螺栓 铰制孔螺栓 双头螺栓 螺钉 连接螺钉 紧定螺钉、自攻螺钉 螺母：六角螺母、圆螺母 垫圈：平垫圈、斜垫圈 三、 螺纹连接的预紧和防松 目的：防止松动→提高可靠性、强度、紧密性 拧紧阻力矩 T 的大小： 螺旋副间的摩擦力矩 T1 ： 螺母与支承面间摩擦力矩 T2 ： 控制拧紧力矩的方法 2.防松 静载荷： (自锁) + 预紧后摩擦力→防止松动 螺纹连接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动 螺纹连接防松的方法按工作原理可分为: 1 摩擦防松 2 机械防松 3 其它：破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接） 1 摩擦防松 使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩 弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母(双螺母)防松 对顶螺母防松 使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩 对顶螺母防松 2 机械防松 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性 开口销、止动垫圈、串联钢丝防松 止动垫圈防松 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性 串联钢丝防松 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性 3 其它：破坏螺纹副关系 焊接 铆冲 一、松螺栓连接 受载荷形式——轴向拉伸(工作拉力F) 失效形式——螺栓拉断 (静、疲劳) 设计准则——保证螺栓拉伸强度 强度条件： s≤[s] 设计计算方法： 校核式 : 设计式: 二、紧螺栓连接 (1) 仅受预紧力的紧螺栓连接 受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F0) 拧紧过程中:轴向拉伸F0 、扭力T 失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用) 设计准则—保证螺栓拉伸强度 拉应力： 扭转切应力： (2) 受横向载荷的紧螺栓连接 受载荷形式—工作载荷作用之前，螺栓已受预紧力 F’作用 拧紧后: 预紧力 F0 外载荷 FR ） （3）受横向载荷的普通螺栓连接 受载荷形式—拧紧过程中:轴向拉伸F ‘ 、扭力T 失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用) 设计准则—保证螺栓拉伸强度 强度条件： sca≤[s] 设计计算方法： 问题：预紧力F0应满足的条件?与横向载荷F有何关系？ 依据：被连接件不滑移——界面摩擦力≥F即： 讨论： 普通螺栓受横向载荷F时，为保证结合面不发生滑移，靠结合面的摩擦力抵抗F 预紧力F’的大小，根据接合面不发生滑移的条件确定 f=0.2时，F0=6F 结论： 横向载荷过大的情况下，不适宜用普通螺栓 宜采用铰制孔螺栓 必须采用普通螺栓时，应配合减载销、键或减载套筒使用 减载装置强度计算同铰制孔螺栓计算 3、 受轴向载荷的紧螺栓连接 受载荷形式—拧