联接设计机械设计华中科技大学

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1、电渣焊第十章联接设计一、联接的类型铆钉被联接件(1)熔焊1.铆接电焊条与被焊接件形成电路2.焊接电焊机低压电流熔融金属填充接缝电弧熔激光焊接联接不可拆联接(铆接、焊接…)可拆联接(销联接、键联接、螺纹联接…)大厚度的焊件薄板焊接(2)钎焊钎料熔化填充到被联接件的间隙内焊接加热温度低、对被联接件影响小3.胶接胶粘剂4.过盈配合联接压入法：包容件：过盈量或尺寸较小加温包容件或冷却被包容件液压拆卸高压油涨大包容件内径5.销联接用于定位联接圆柱销圆锥销6.键联接(1)平键静联接侧面压溃挤压应力动联接工作面磨损比压主要失效形式设计准则(2)花键主要失效

2、与平键相同键的剖面尺寸b、h按轴直径d从标准中选取键的长度l根据轮毂宽度确定7.螺纹联接(1)螺栓联接(2)双头螺栓联接(3)螺釘联接(4)紧定螺釘联接被联接件上无需切制螺纹装拆方便被联接件之一较厚且经常装拆被联接件之一较厚且不常装拆用于固定两零件相对位置传递不大转矩二、螺纹副的受力分析1.螺纹副的受力拧紧螺母螺栓上产生轴向力螺纹副力学模型施加螺母承受等速上升将集中于小块A螺旋沿中径展开小块A受力：轴向力可得旋紧圆周力摩擦力正压力反作用力2.螺纹副的效率螺母转一圈所做总功有用功(无摩擦时的功)效率讨论：矩形螺纹其他牙形将楔形面上的摩擦状况转为

3、平面上的摩擦状况(1)矩形螺纹锯齿形螺纹梯形螺纹三角形螺纹三角形螺纹效率低、用于联接其余三种用于传动(2)螺纹线数加工困难多头螺纹用于传动3.螺纹的自锁条件力学模型：螺母等速下降小块A受力松开为驱动力为阻力当时，要使螺母下降，必须改变方向否则螺母会在斜面任意位置停下自锁条件常用讨论：(1)三角形螺纹最大，自锁性好用于联接(2)由知细牙螺纹螺距小，升角小易满足自锁条件自锁性较粗牙好三、单个螺栓联接的强度计算受横向载荷的普通螺栓联接受轴向载荷的普通螺栓联接受横向载荷的铰制孔螺栓联接失效形式拉断剪切螺栓受载情况挤压1.受横向载荷的普通螺栓联接(1)

4、螺栓的当量拉力螺栓受力拧紧力矩螺栓预紧力受产生拉应力受产生剪应力当量拉力联接面间摩擦力(2)保证联接面不滑移的螺栓预紧力拧紧力矩预紧力平衡横向力加大30%考虑的影响(3)强度条件摩擦系数螺栓数接合面数可靠性系数d2d1d单个螺栓的预紧力2.受轴向载荷的普通螺栓联接拧紧工作时总拉力？(1)螺栓和被联接件的受力与变形未拧紧螺栓：被联件：未受力、无变形未受力、无变形拧紧后工作前螺栓：被联件：伸长受拉缩短受压工作时螺栓：被联件：再加总伸长联接面间受压总压缩量对应拉力螺栓所受总拉力F0=工作拉力F+剩余预紧力F”(2)各力的关系式螺栓刚度被联件刚度总拉

5、力剩余预紧力螺栓相对刚度被联件相对刚度若工作拉力变化：则总拉力：总拉力变化幅度减小在和相同情况下减少增大采用空心螺栓或加长螺栓采用薄金属垫片、O形密封圈避免用软垫片总拉力(3)强度条件考虑在工作载荷下拧紧螺母故强度条件同受横向载荷的普通螺栓联接(4)保证联接的紧密性剩余预紧力单个螺栓所受总载荷联接是否出现间隙？若预紧力为工作载荷＝预紧力在满足强度条件时，最大工作载荷是多少？总拉力：强度条件计算：联接紧密剩余预紧力：分析总拉力剩余预紧力总拉力3.受横向载荷的铰制孔螺栓联接螺杆承受剪力拧紧力矩和预紧力可忽略螺栓数强度条件杆受剪：受剪面数螺杆直径杆

6、与壁受挤压：杆与壁材料较差者受挤压的最小轴向长度单个螺杆所受剪力1.螺栓组联接的结构设计(1)结合面力求简单、对称四、螺栓组联接的设计圆形、环形、矩形、框形、三角形(2)螺栓布置使各螺栓受力合理减少螺栓受力不合理合理(3)分部在同一圆周上的螺栓数目成偶数便于钻孔时分度或画线减少螺栓预紧力支承面应平整且与螺栓轴线垂直(5)避免螺栓承受附加的弯曲载荷(4)螺栓排列的间距、边距合理留有板手空间2.螺纹联接的防松装置(1)摩擦防松(2)机械防松对顶螺母弹簧垫圈金属锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母开口销止动垫片金属丝串冲点法防松焊住防松(3)破坏螺纹副关系防松3

7、.螺栓组联接的受力分析(1)受横向载荷的螺栓组联接普通螺栓铰制孔用螺栓普通螺栓铰制孔用螺栓单个螺栓所受的工作载荷求预紧力强度校核(2)受转矩的螺栓组联接采用普通螺栓时每个螺栓的预紧力相同，均为求预紧力螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离强度校核采用铰制孔用螺栓时各螺栓的剪切变形量与r成正比(螺栓变形协调条件)求工作剪力强度校核(3)受轴向载荷的螺栓组联接求每个螺栓的工作载荷求单个螺栓所受总载荷强度校核(4)受倾覆力矩的螺栓组联接求最大工作拉力螺栓变形协调条件：拉伸变形量与距离L成正比求结合面应力预紧力F`产生的挤压应力翻转弯矩M产生的挤压应力保证结

8、合面不压溃保证结合面不出现间隙螺栓的强度校核最大工作拉力预紧力由单个螺栓的总载荷预紧力预紧力压应力拉力拉应力弯曲应力弯矩预紧力分析联接右端不出现间隙时应满足的条件预