机械设计基础第八章1.ppt

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1、第八章 联接(螺纹联接),机械零件,(制造单元),构件(运动单元),机构,机器,静联接,动联接,零件,联接,前 言:,8-1 螺纹参数,(一)螺纹的形成：,顺时针旋进右旋,以轴线为基准(外),判断方法,二螺纹参数：,n=1,n=2,n=3,=?,(大径标准直径);1(小径);2(中径);p(螺距)；(螺旋线数);(导程);n p;（牙型角）;(牙側角);（升角）,(二)螺纹参数：P.132,S(n p),tgn p2(101),牙型:,=60 30,=30 15,工3,非30,=0 0,矩形,非矩形,在轴向载荷下相对运动图(104,a),拧紧、加载、顶起重物,将螺旋线沿中径展开,8-2 螺旋副

2、的受力分析、效率和自锁,滑块(重物)在斜面运动,分析:1.当匀速上升:,Fa,F,Fn,FR,Ff,Fa,F,FR,+,图(104,b),FR与Fn夹角摩擦角:tg f Ff/n R与a 夹角,加载a(轴向力,自重,阻力),作用在螺旋副上的驱动力矩：,(10-2b),atg()(102a),合反力FR,(滑块)合力,法向反力Fn(斜面),施加水平推力,摩擦阻力:f Fn=Ff,一矩形螺纹:(=0),施加水平支持力(匀速下滑),当,自锁条件：,滑块在斜面运动状态不变,作用力与假设力的方向相反推力,(10-3b),Fa,F,Fn,FR,Ff,Fa,F,FR,无论a多大，滑块不会自动下滑自锁,2.当

3、匀速下降:图(104,c),联接(可靠)要自锁传动效率高,1.三角形普通螺纹(M)螺纹(联接)管螺纹,60、55紧密,梯形螺纹 Tr 30,15锯齿形螺纹S 工3,非30矩形螺纹,小、大 多线,60,=30,2.传动螺纹 效率高,8-3 机械制造常用螺纹及标准,紧固联接(单线、大)(粗,细),8-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件,普通螺栓,铰制孔用螺栓联接),一螺纹联接基本类型,螺栓联接 螺钉联接 双头螺柱联接 紧定螺钉联接,螺栓 螺栓；螺钉；双头螺柱；紧定螺钉螺母 六角螺母；圆螺母；糟型螺母垫片 垫片；弹簧垫片；斜垫片；球形垫片,二螺纹联接件,目的：防止松动提高可靠、强度、紧密性,T0 的大小

4、:拧紧时,螺纹阻力矩 T1:(10-5b),螺母支持面上的摩擦阻力矩T2,T2 fc Fa r f(10-10)T0T1T20.2Fad Nmm,(一)拧紧力矩T0,012,T0,控制、不严格控制S(少测力矩板手；多风板机),8-5螺纹联接的预紧和防松,螺栓轴向拉力 被联接件轴向压力,1F d2/2Fa tg()d2/2,（二）螺纹联接的防松,螺旋副联接(可靠)拧紧 自锁防松？,靠摩擦力自锁 不可靠,防松,防松方法：关键,摩擦防松,阻止螺旋副相对转动,机械防松不可拆防松,弹簧垫片,锁紧螺母,对顶螺母,使螺纹接触面间始终保持一定的压力(纵向、横向)始终有阻止螺旋副转 动的摩擦阻力矩。,机械防松利

5、用便于更换的金属元件来约束螺旋副。,不可拆防松焊、铆冲、涂粘合剂,槽形螺母和开口销,圆螺母用带翅垫片,止动垫片,串联钢丝,8-6螺栓的材料和许用应力,S安全系数表10-6,7 P.145S屈服极限表9-1 P.123,许用应力:,材料:,2.铰制孔螺栓联接联接受挤压,螺栓受剪切,1)按剪切强度,2)按挤压强度:,许用应力与材料(钢、铸铁),应力(静、变)有关。表10-6,1.普通螺栓联接,8-6 螺栓联接的强度计算(静),可靠,自锁,确定螺纹小径d1,(一)螺栓联接的失效及设计准则(二)螺栓联接的强度计算,横,轴横,轴,8-7提高螺栓联接强度的措施,前言:螺栓联接强度,螺栓静载荷 变载荷,(一

6、)降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围(二)改善螺纹牙间的载荷分布(三).减小应力集中(四)采用提高强度的工艺措施,较少破坏,疲劳破坏,截面小、且应力集中大破坏位置 图10-24,螺栓强度措施,螺栓被联接件,当FE由(0FE),要使akb/(kb+kC)kbkC,1)减小kb2)增大kC,减小螺栓光杆直径,空心螺杆(图10-25),不宜用软垫片,图10-27,1.减小kb/(kbkC),但FR减小不利密封,2.减小kb/(kbkC)增大F0 a，FR不减小,Fa由(F0)变化,(一)降低螺栓总拉伸载荷Fa 的变化范围a,FR=F0FEkC/(kbkC),(二)改善螺纹牙间的载荷分布,现象:,螺纹牙

7、间的载荷分布不均螺栓螺母受力性 质不同1/3载荷集中在第一圈牙上第810牙 不受力增厚螺母无效。,使受压螺母受拉螺母 图10-28改善螺纹牙间的载荷分布,65破坏发生在螺母支承面处,原因:,措施:,凸台,凹坑鱼眼坑,1.减小应力集中：,2.减少联接附加 弯曲应力,增大过渡圆角螺纹收尾退刀槽(卸载槽),(三).减小应力集中:,(四)采用提高强度的工艺措施:,1.冷镦螺栓头部和滚压螺纹 疲劳强度(应力集中,纤维未切断,冷作)材料利用率,成本2.氰化,氮化,喷丸处理疲劳强度,小结:1.螺纹主要参数及分类，螺纹联接基本类型。2.螺旋副联接(可靠)、传动(效率高)参数、牙 型的选择。自锁条件、效率计算及

8、影响因素。3.螺纹联接的拧紧目的及防松方法。4.螺栓联接的强度计算(普通)5.提高螺栓联接强度的措施,1.螺旋副的用途,自锁条件及影响因素,2.螺纹联接基本类型,联接(可靠)、传动(效率高),效率计算及影响因素,(大、小单线),螺纹牙型及选择,(小、大 多线),(M 联接;Tr、S、矩传动),普通螺栓联接:铰制孔用螺栓联接,3.联接要求(紧联接):联接 螺栓,紧联接 松联接,(联接受)轴横,轴,横,4.螺栓联接强度计算的设计准则:,不松不滑,不断不溃,在联接不松滑的前提下,螺栓杆不破坏,5.紧联接与松联接（普）螺栓受力区别:,扭?,6.普通螺栓联接强度计算:,松联接:,紧联接:,装配时:工作时:,拧螺栓紧工件,复合应力,1.3,1)不松不滑预紧力 F0,横向F:,轴向载荷FE:,2)不断不溃定螺栓d1,F0CF/mf,螺栓总拉力Fa;工件残余预紧力FR,不预紧不受力,受轴向载荷Fa,(拉)(压),0,拉Fa扭T1,