机械设计2-螺栓连接.教学文案.ppt

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1、机械设计2-螺栓连接.3.按拆开时是否损坏零件分可拆连接：如螺纹连接（最广泛的可拆连接）。不可拆连接：如焊接、铆接等。二、螺纹基本知识1)直径大径d：公称直径。M20→d=20mm小径d1：螺纹的最小直径中径d2：齿厚=齿槽宽处直径4)螺距P2)线数n：n=1时用于连接；n＞1时用于传动；n↑→↑，但为便于制造n≤43)牙形角：螺纹牙两侧面夹角1.螺纹的主要参数5)升角连接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。三角形螺纹2.螺纹的类型§2-2螺纹连接的类型和材料性能等级1.螺栓连接装拆方便，成本低，打通孔，应用最广。铰制孔螺栓普通

2、螺栓一、螺纹连接主要类型FF2.双头螺柱连接螺柱不用拆下，用于被连接件之一较厚（盲孔）或材料较软，且经常拆装的场合。3.螺钉连接无螺母，结构紧凑，经常拆装时，容易损伤螺纹孔。多用于受力不大或无需经常拆装的场合。4.紧定螺钉连接螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。二、螺纹连接件的材料性能等级螺栓（钉、柱）的力学性能等级(GB/T3098.1-2000,3098.2-2000)性能等级3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9抗拉强度b/MPa300400400500

3、60080090010001200屈服强度s/MPa1802403203004004806407209001080§2-3螺纹连接的预紧和防松一、预紧受载之前拧紧螺母预紧力F0预紧目的↑连接刚度↑防松能力↑紧密性二、防松实质是防止螺纹副发生相对转动。怎么会发生松动？防松的方法：摩擦机械破坏见表5-3§2-4螺栓连接的强度计算螺栓连接受拉螺栓受剪螺栓松连接：不拧紧，无预紧力F0，仅受工作载荷F紧连接：需拧紧仅受预紧力F0同时受预紧力F0和工作载荷F一、松连接（不受预紧力）F二、紧连接（受预紧力）（1）承受横向工作载荷的普通螺栓连接失效形式

4、：接合面发生滑移螺栓与孔之间有间隙，工作时预紧力F0导致接合面所产生的摩擦力应大于或等于横向静载荷。问：公式中的系数1.3是何用意？？？强度条件：上式中：F0—单个螺栓的轴向预紧力，NF0≥KSFΣ/fZi计算时取F0=KSFΣ/fZiKS—可靠系数(防滑系数)，1.1~1.3FΣ—横向静载荷，NZ—螺栓数目i—接合面数f—接合面摩擦系数1.3——系数将σ提高30%，以考虑螺纹力矩对连接强度的影响，这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理，简化了计算。例：某普通螺栓组连接，已知横向静载荷F∑=30kN，结合面摩擦系数f=0.15，结合面

5、数i=1，可靠系数KS=1.2，共有六个螺栓，不控制预紧力，螺栓材料为碳钢，性能等级4.8，试确定螺栓规格。解：单个螺栓预紧力F0由于不控制预紧力，采用估计法确定安全系数S，由表5-101.选M24，S=3.14(插值计算)[]=s/S=320/3.14MPaM24的d1=20.752mm，估计偏小，不适用。2.选M30，S=2.5[]=s/S=320/2.5=128MPaM30的d1=26.211mm，所以符合要求。（2）受预紧力F0和轴向工作载荷F的紧螺栓连接松弛状态F0F0F0F0mb预紧状态FF工作状态F是工作拉力F1

6、F1F1F1ΔmΔb变形受力过程：无变形→F0→→+F→变形协调条件：Δb=Δm=Δmbb+Δbm-Δm各力定义要明确1.预紧力F0（拧紧螺母后，作用在螺栓上的拉力和被连件上的压力）2.螺栓总拉力F2—→F2=F1+F3.工作拉力F（对螺栓连接施加的轴向外载荷）4.残余预紧力F1F1

7、mθmθb——检查残余预紧力F1的大小???显然：螺栓的总拉力F2(用于计算强度)讨论：1.——螺栓相对刚度当F0、F一定时，∴为↓螺栓受力→选择不同垫片→应使2.F1>0不出现缝隙。强度条件：螺栓的相对刚度系数垫片类型金属垫片或无垫片皮革铜皮石棉橡胶0.2~0.30.70.80.9Cb+CmCb例：有一受预紧力F0=1000N和轴向工作拉力F=1000N作用的紧螺栓连接。已知螺栓刚度Cb和被连接件刚度Cm相等，试计算：（1）螺栓所受的总拉力F2和剩余预紧力F1。（2）为保证被连接件不出现缝隙，该螺栓的轴向工作拉力F极限值为多少？解：（

8、1）（2）要求F1>0熟记公式，灵活应用例：某压力容器采用螺栓连接，已知“力-变形”线图。试求：（1）螺栓受到的预紧力F0的大小；（2）为满足紧密性要求，取剩余预紧力为20000N，此时螺栓承