机械设计基础第8章 (5).ppt

8.7 键联接 动联接 静联接 可拆联接： 键联接 销联接 螺纹联接 小过盈联接 焊接 铆接 粘接 大过盈联接 不可拆联接： 联接的组成 联接的类型 机械联接一般由被联接件和联接件组成，有些时候被联接件之间进行直接联接，并无独立的联接件。 静联接： 联接的目的 动联接： 各种运动副 实现机械运动 便于机械的制造、装配、运输、安装和维护，降低成本。 8.4 螺纹联接的预紧、放松及结构设计 8.4.1 螺纹联接的预紧 在零件未受工作载荷前需要将螺母拧紧，使组成联接 的所有零件都产生一定的弹性变形（螺栓伸长、被联接件 压缩），从而可以有效地保证联接的可靠。这样，各零件 在承受工作载荷前就受到了力的作用，这种方式就称为预 紧，这个预加的作用力就称为预紧力。 对于重要的螺栓联接，在装配时需要控制预紧力拧紧 力矩为 预紧加载动画 8.4.2 螺纹联接的防松 一般来说，联接螺纹具有一定的自锁性。但是，工作条件存在冲击、振动、变载荷作用。在这些工况条件下，螺纹副之间的摩擦力会出现瞬时消失或减小的现象；同时在高温或温度变化比较大的场合，材料会发生蠕变和应力松弛，也会使摩擦力减小。在多次的作用下，就会造成联接的逐渐松脱。 常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松 。 1、摩擦防松 1）弹簧垫片防松 弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫 圈被压平，其反弹力能使螺纹间保持 压紧力和摩擦力，从而实现防松。 2）对顶螺母防松 利用螺母对顶作用使螺栓中受到附加 的拉力和附加的摩擦力。由于多用一个 螺母，并且工作不十分可靠，目前已经 很少使用了。 3）自锁螺母防松 螺母一端制成非圆形收口或开缝后径 向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利 用收口的弹力使旋合螺纹间压紧 。 2、机械防松 1）槽形螺母和开口销防松 槽形螺母拧紧后，用开口销穿 过螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可 以用普通螺母拧紧后进行配钻销孔。 2）圆螺母和止动垫片 使垫圈内舌嵌入螺栓（轴）的槽 内，拧紧螺母后将垫圈外舌之一褶 嵌于螺母的一个槽内。 3、永久防松 1）冲边法防松 螺母拧紧后在螺纹末端冲点破坏螺纹。 2）粘合防松 通常采用厌氧胶粘结剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘结剂能够自行固化，防松效果良好。 螺纹联接的防松动画 要设计成轴对称的几何形状。 8.4.3 螺栓组联接的结构设计 螺栓的布置应使螺栓的受力合理 螺栓的布置应有合理的间距、边距 扳手的活动空间动画 同一组螺栓联接中各螺栓的直径和材料均应相同 避免螺栓承受偏心载荷 8.5 螺栓连接的强度计算 8.5.1 松螺栓连接的强度计算 强度条件： 设计公式： d1计算出后,再按标准查选螺纹的公称直径。 8.5.2 紧螺栓连接的强度计算 紧螺栓联接就是在承受工作载荷之前必须把螺母拧紧的联接。 在计算时，可按拉伸强度来计算，但需将所受的拉力增大30％来考虑扭转剪应力的影响。即 设计公式为 1.受横向外载荷的紧螺栓连接 （1）采用普通螺栓 受力特点: 载荷与螺栓轴向垂直，靠被连接件间的摩擦力传递。螺栓受载前需预紧,受载前后受力相同。螺栓内部危险截面上既有轴向预紧力F0形成的拉应力 ，又有因螺栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1而形成的扭转剪应力 。 螺栓预紧力 当f=0.15、Kf=1.1、m=1时，可得 此结构，要使连接不发生滑动，螺栓要承受7倍于横向外载荷的预紧力。结构笨重、不经济。因此要避免这种结构，而采用新结构。 （2）采用铰制孔螺栓连接 受力特点： 螺栓受载前后不需预紧， 横向载荷靠螺栓杆与螺栓孔壁 之间的相互挤压传递。 挤压强度条件 剪切强度条件 2.受轴向静载荷的紧螺栓连接 受力特点: 载荷方向与螺栓轴向一致，螺栓受载前需预紧，受载前后受力不同。螺栓内部危险截面上同样既有拉应力 ,又有扭转剪应力 。 强度条件: 设计公式: 式中FΣ为螺栓受载后所受的轴向总 拉力(N),通过受载前对螺栓的预紧,和受载后螺栓轴向拉力的分析,可知 FΣ=F+ F0 这里F为单个螺栓的轴向载荷, F0‘为残余轴向预紧力。 压力容器的螺栓受力分析动画 螺栓的受力分析动画(3D) 8.5.3 螺纹联接件常用材料及许用应力 1.螺栓的材料 普通螺栓的常用材料为：Q215、Q235、10