机械设计-螺纹连接课件.ppt

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1、第二篇连接机械动连接→运动副机械静连接→　焊接、胶接、铆接螺纹连接、键连接、销连接等第五章螺纹连接§5-1螺纹一、螺纹的类型和应用类型：普通螺纹、管螺纹；矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹大径d—公称直径小径—强度计算直径二、螺纹的主要参数导程：S线数：n、螺距：P三角形β三、螺纹特点及应用:螺旋副自锁条件螺旋副效率矩形=0梯形β牙型角α=60°牙型角α=30°牙型角α=0°三角形螺纹自锁性好，用于连接。矩形、梯形、锯齿形螺纹传动效率高，用于传动。§5-2螺纹连接的类型及应用1、螺栓连接FF结构简单螺栓受拉力FF预紧力

2、普通螺栓连接一、螺纹连接的基本类型装拆方便铰制孔螺栓连接螺栓受剪切、挤压用于横向载荷大的连接2、双头螺柱连接用于被连接件较厚，不宜制成通孔，且经常装拆的场合双头螺柱受拉力预紧力3、螺钉连接用于不经常装拆的场合螺钉受拉力预紧力4、紧定螺钉连接§5-3螺纹连接的预紧和防松螺旋副摩擦阻力矩螺母和支承面上的摩擦阻力矩一、螺纹连接的预紧目的：增强连接的可靠性和紧密性，防止松动。螺旋副摩擦阻力矩螺母和支承面上的摩擦阻力矩d0D0GF将字母更换：F0=G=预紧方法：测力矩扳手（图5-8）定力矩扳手（图5-9）二、螺纹连接的防松

3、1、摩擦防松对顶螺母弹簧垫圈螺纹升角ψ=1o42’~3o2’v=6.5o~10.5o垫圈动画防松的根本问题：防止螺旋副的相对转动2、机械防松开口销与槽形螺母止动垫片3、其他防松防松的根本问题：防止螺旋副的相对转动§5-6螺栓组连接的设计一、螺栓组连接的结构设计1、连接接合面的几何形状要有对称性；2、螺栓的排列应有合理的间距和边距；3、分布在圆周上的螺栓数目多为偶数；4、减小螺栓受力，尽量受力均匀。FL螺栓布置靠近边缘螺栓排数不宜过多二、螺栓组连接的受力分析螺栓组受力分析的目的：分析螺栓组中各螺栓的受力情况，找出受力最大

4、的螺栓，以便进行强度计算。螺栓组受的外载荷情况：几点假设：（1）所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；（2）螺栓的对称中心与连接结合面的形心重合；（3）受载后连接结合面仍保持为平面。1、受横向载荷的螺栓组连接铰制孔用螺栓连接螺栓受剪力Z—螺栓的数目用普通螺栓连接F∑/2F∑/2用普通螺栓连接连接的不滑移条件：防滑系数KSF0=100N,z=3,f=0.15,Ks=1.2求F∑=?不滑移条件：F∑F∑2、受转矩的螺栓组连接a.用普通螺栓连接连接的不滑移条件：160120T=10Nm,Z=6,f=0.15,Ks=1.2

5、求F0=?r2不滑移条件：r1=60mm,r2=100mm或例：Tr1b.铰制孔用螺栓连接受载最大的螺栓所受剪力若ri=rmaxmaxFmaxr160120T=10Nm,z=6,求Fmax=?F1=?r1r2r1=60mm,r2=100mm气缸螺栓连接图3、受轴向力的紧螺栓组连接工作拉力4、受倾覆力矩M的螺栓组连接0绕轴y-y受倾覆力矩M=10Nm,求Fmax=?160120yyxxLLmax=L=80若绕轴x-x受倾覆力矩M=10Nm,求Fmax=?§5-5单个螺栓连接的强度计算（一）松螺栓连接强度计算计算公式（二）

6、紧螺栓连接强度计算FF（二）紧螺栓连接强度计算§5-6单个螺栓连接的强度计算1、仅受预紧力1.3系数是考虑扭转切应力的影响设计式验算式减载销减载套筒减载键FF例1：3个普通螺栓连接，[σ]=200MPa,f=0.15,Ks=1.2,F∑=15000N,求所需螺栓的直径d1？1)不滑移条件：=20000N2)强度条件：=12.86mmM16d1=13.835mm查标准气缸螺栓连接图2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接工作拉力预紧力螺栓承受的总拉力？？未拧紧再受工作载荷螺栓所受的总拉力残余预紧力已拧紧,未受工作载荷演示力变

7、形力变形变形力F静强度计算当工作拉力F变化时，应验算疲劳强度安全系数1.3强度条件：相对刚度总拉力F力变形FF2按，判定强度计算方法,验算疲劳强度安全系数。MN例2:图示气缸盖用6个普通螺栓连接,已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取试求:1、螺栓小径d1；2、安装时预紧力pD解：1、求工作拉力F2、求总拉力F23、求螺栓小径4、求螺栓的预紧力3.承受工作剪力的紧螺栓连接剪切强度失效形式：螺栓剪断接触表面压溃挤压强度注意：[τ]-螺栓材料；[σp]-螺栓或孔壁较弱的材料例3：一横板用两个普通螺栓联在立柱上，已知P=

8、4000N，L=200mm，d=100mm,f=0.15,,试求螺栓小径.LdP解:1、将外力P向螺栓组形心简化。P转矩T螺栓组受载横向力：P转矩：T=P×L=800000Nmm2、分析在各载荷作用下，每个螺栓的受力。=8000NLdP转矩TPFF3、求合力4、求螺栓的预紧力F0不滑移条件：5、求螺栓小径d16、讨论1）其他条件不