机械设计第17章螺纹联接.ppt
第17章螺纹联接与轴毂联接,学习目标：熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。,2023/11/3,课件,2,联接的分类,动联接：,静联接：,机器工作时，零部件之间可以有相对运动。例如：机械原理中，各种运动副之间的联接。,在机器工作中，不允许零部件之间存在相对运动的联接。,静联接,可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆 开的联接。例如：螺纹联接、键联接。,不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的 联接。例如：铆接、焊接等。,过盈联接,联接,2023/11/3,课件,3,第17章螺纹联接与轴毂联接,17.1螺纹联接的类型和设计准则螺纹联接的类型螺纹联接的失效形式和设计准则,2023/11/3,课件,4,一.螺纹联接的基本类型1.螺栓联接：普通螺栓联接：应用广泛 铰制孔用螺栓联接2.螺钉联接：被联接件之一较厚3.双头螺栓联接：常拆卸4.紧定螺钉联接：传递较小载荷其它：地脚螺栓联接；吊环螺栓联接；T型槽螺栓联接,螺纹联接的类型,2023/11/3,课件,5,1.普通螺栓联接,2023/11/3,课件,6,1.铰制孔用螺栓联接,2023/11/3,课件,7,2.双头螺柱联接,2023/11/3,课件,8,3.螺钉联接,2023/11/3,课件,9,螺钉联接,螺钉拧入深度H:钢或青铜 Hd 铸铁 H=(1.251.5)d 铝合金 H=(1.5 2.5)d,2023/11/3,课件,10,4.紧定螺钉联接,2023/11/3,课件,11,地脚螺栓联接 吊环螺栓联接,2023/11/3,课件,12,T形槽螺栓联接,2023/11/3,课件,13,螺纹联接的失效形式和设计准则,普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂受剪螺栓主要为压溃和剪切,2023/11/3,课件,14,失效分析,2023/11/3,课件,15,螺纹联接的强度计算,一般步骤：螺栓组受力和失效分析 单个螺栓组受力分析、失效分析,（一）松螺栓联接的强度计算,2023/11/3,课件,16,（一）松螺栓联接的强度计算 1.受载荷形式轴向拉伸（工作拉力F）2.失效形式螺栓拉断（静、疲劳）,2023/11/3,课件,17,（一）松螺栓联接设计,3.设计准则保证螺栓拉伸强度4.强度条件：5.设计计算方法：校核式（17-1）设计式6.螺栓材料许用应力及安全系数（5-7）7 查手册，求d,2023/11/3,课件,18,拉应力 剪应力近似处理,(二）仅受预紧力作用的 紧螺栓联接的强度计算,2023/11/3,课件,19,应力合成：强度条件：设计公式：,2023/11/3,课件,20,普通螺栓联接,受力平衡条件或（5-24）i接合面数；KS防滑系数取1.11.3,2023/11/3,课件,21,(三）受预紧力和工作拉力作用 的紧螺栓联接的强度计算,2023/11/3,课件,22,分析受力和变形关系Q=QP+F,2023/11/3,课件,23,受力和变形关系,2023/11/3,课件,24,受力和变形关系,2023/11/3,课件,25,受力变形线图（P284图17-13）,2023/11/3,课件,26,受力变形线图（P284图17-13）,2023/11/3,课件,27,受力变形线图（P284图17-13）,受力变形线图（p73图5-17）,2023/11/3,课件,28,由图可得：螺栓的刚度被联接件的刚度螺栓总拉力：,2023/11/3,课件,29,可由图17-13中的几何关系推出螺栓总拉力Q与预紧力之间的关系：,2023/11/3,课件,30,用式（17-7）计算螺栓的总拉力时，防止受载后接合面产生缝隙，残余预紧力可取：紧密性 有冲击 不稳定 载荷稳定 地脚螺栓 1.51.8F 1.01.5F 0.61.0F 0.20.6F F 用式（5-18）计算螺栓的总拉力时，螺栓的相 对刚度 可由表5-4选取。为降低螺栓的受力，提高承载能力应使螺栓的相对刚度 值尽量小些，取较硬的垫片。,2023/11/3,课件,31,螺栓拉伸强度条件：（5-19）设计公式：（5-20）,2023/11/3,课件,32,（二）受工作剪力的紧螺栓联 接的强度计算,预紧力很小，强度计算时可不考虑；失效形式：侧面压溃及螺栓剪切,预紧力很小，强度计算时可不考虑；失效形式：侧面压溃及螺栓剪切,2023/11/3,课件,33,受工作剪力的紧螺栓联接的强度计算,挤压强度条件：(5-21)剪切强度条件：(5-22)式中 螺栓与孔壁挤压面最小高度；许用应力，表5-11,2023/11/3,课件,34,5-6 螺纹组联接的设计(二）螺栓组联接的受力分析 1.受横向载荷的螺栓组联接（1）普通螺栓组联接（2）铰制孔用螺栓组联接,2023/11/3,课件,35,5-6 螺纹组联接的设计(二）螺栓组联接的受力分析 2.受扭矩的螺栓组联接（1）普通螺栓联接（2）铰制孔用螺栓联接,2023/11/3,课件,36,（1）普通螺栓联接力矩平衡条件：所需预紧力：,（2）.铰制孔用螺栓联接,变形量越大，则工作剪力越大,2023/11/3,课件,38,力矩平衡条件：受力最大的螺栓所受的工作剪力：（5-28）,2023/11/3,课件,39,n,5-3 螺纹联接的预紧（一）预紧的目的1.提高联接的紧密性2.防止联接松动3.提高联接件强度,2023/11/3,课件,40,防止联接松动,2023/11/3,课件,41,提高联接的紧密性,2023/11/3,课件,42,5-3 螺纹联接的预紧,（一）预紧的目的（二）控制预紧力的方法1.控制应力或应变2.控制拧紧力矩3.控制拧紧力臂,2023/11/3,课件,43,控制应力或应变,2023/11/3,课件,44,控制拧紧力矩,2023/11/3,课件,45,控制拧紧力臂,2023/11/3,课件,46,5-3 螺纹联接的预紧,（一）预紧的目的（二）控制预紧力的方法（三）拧紧力矩与预紧力的关系,2023/11/3,课件,47,拧紧力矩与预紧力的关系,2023/11/3,课件,48,拧紧力矩与预紧力的关系,d2 0.9d;y=14232fvacrtg(1.155f);f0.10.2fc0.15;D0 1.5d;d0 1.1d代入整理：不控制预紧力时，不宜.采取M12以下的螺栓。,2023/11/3,课件,49,（一）.螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副 的相对转动。（二）螺纹联接防松的方法按工作原理可分 为（P68表5-3）：1.摩擦防松 2.机械防松 焊接 3.其它：破坏螺纹副关系（铆冲；粘接）,5-4 螺纹联接的防松,2023/11/3,课件,50,1.摩擦防松弹簧垫圈防松,2023/11/3,课件,51,1.摩擦防松自锁螺母防松,2023/11/3,课件,52,1.摩擦防松 对顶螺母防松,2023/11/3,课件,53,2.机械防松 开口销+开槽螺母防松,2023/11/3,课件,54,2.机械防松 止动垫片防松,2023/11/3,课件,55,2.机械防松 止动垫片防松,2023/11/3,课件,56,2.机械防松 串联钢丝防松,2023/11/3,课件,57,3.其它 破坏螺纹副关系防松,2023/11/3,课件,58,5-5 螺纹联接的强度计算,一般步骤：螺栓组受力和失效分析 单个螺栓组受力分析 失效分析 强度计算。失效分析：普通螺栓主要为螺纹部分 发生断裂；受剪螺栓主要为压溃和剪切。,2023/11/3,课件,59,5-5 螺纹联接的强度计算,失效分析,
