螺紋連接與螺旋傳動

1、 第13章 螺紋連接與螺旋傳動 第13章 螺紋連接與螺旋傳動 13.1 概述概述13.2 螺紋連接的主要類型、特點及應(yīng)用螺紋連接的主要類型、特點及應(yīng)用13.3 螺紋連接的預(yù)緊和防松螺紋連接的預(yù)緊和防松 13.4 螺栓組連接的設(shè)計螺栓組連接的設(shè)計13.5 螺紋連接的強度計算螺紋連接的強度計算13.6 提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施13.7 螺旋傳動螺旋傳動作業(yè)作業(yè)一、螺紋的形成一、螺紋的形成1313.1 概述概述d2螺紋螺紋-一平面圖形（三角、梯形）沿螺旋線運動，一平面圖形（三角、梯形）沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就

2、得到螺紋。螺紋螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋二、螺紋的類型及應(yīng)用二、螺紋的類型及應(yīng)用 螺紋的牙型螺紋的牙型矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330潘存云教

3、授研制潘存云教授研制牙型角不同螺紋的旋向和線數(shù): 外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制管螺紋管螺紋三、螺紋的主要參數(shù)三、螺紋的主要參數(shù)大徑大徑d (公稱直徑);小徑d1(強度直徑);中徑中徑d2(假想圓柱的直徑假想圓柱的直徑);s = np升角 ,定義在中徑圓上;螺距 p;導(dǎo)程 s;線數(shù) n;牙型角 ;22tandnpds 螺紋的精度等級螺紋的精度等級:a級級b級級c級級公差小，精度最高，用于配合精確，防振動等場合；公差小，精度最高，用于配合精確，防振動等場合

4、；受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的連接；受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的連接；用于一般聯(lián)接，最常用。用于一般聯(lián)接，最常用。pd粗牙粗牙dp細(xì)牙細(xì)牙dp細(xì)牙細(xì)牙13.2 螺紋連接的主要類型、特點及應(yīng)用螺紋連接的主要類型、特點及應(yīng)用p336表表13.11、螺栓連接、螺栓連接（1） 普通螺栓普通螺栓被連接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許消失預(yù)緊應(yīng)力，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，可多個裝拆，應(yīng)用較廣。（2） 鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓裝配后無間隙，主要承受橫向載荷，也可作定位用，采用基孔制配合鉸制孔螺栓連接。dl1d0a(a)(b)

5、dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)dl1d0a(a)(b)2 2、雙頭螺柱連接、雙頭螺柱連接螺桿兩端無釘頭，但均有螺紋，裝配時一端旋入被連接件，另一端配以螺母。適于常拆卸而被連接件之一較厚時。拆裝時只需拆螺母，而不將雙頭螺柱從被連接件中擰出。3 3、螺釘連接、螺釘連接適于被連接件之一較厚（上帶螺紋孔），不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況(b)(a)dhl2dl3hl2l1(b)(a)dhl2dl3hl2l1(b)(a)dhl2dl3hl2l1(b)(a)dhl2dl

6、3hl2l1特殊連接：地腳螺栓連接 , 吊環(huán)螺釘連接4 4、緊定螺釘連接、緊定螺釘連接擰入后，利用桿末端頂住另一零件表面或旋入零件相應(yīng)的缺口中以固定零件的相對位置。可傳遞不大的軸向力或扭矩。聯(lián)接類型與標(biāo)準(zhǔn)件2標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件 螺紋聯(lián)接的類型很多，在機械制造中常見的螺紋聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可以根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。 13.3 螺紋連接的預(yù)緊和防松螺紋連接的預(yù)緊和防松 一、預(yù)緊一、預(yù)緊1)預(yù)緊目的保證正常工作。增加連接剛度、緊密性和提高防松能力。螺紋連接：松連接在裝配時不擰緊，只在受外載時才受到力的作用 緊連接在裝配時需擰緊，即在承載時，已預(yù)先受力，預(yù)緊力f0 擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)

7、緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限ss的80%。v 預(yù)緊力的確定原則：2 2）擰緊力矩）擰緊力矩：t=t1+t2t擰緊力矩 ，t1螺紋副摩擦阻力矩 t2螺母支承面與被連接件間的摩擦力矩)(an2f201vtdt)(31f2020303002ddddft dfk 0t21ttt一般一般 kt=0.10.3, 取取0.2 kt擰緊力矩系數(shù)擰緊力矩系數(shù)由于直徑過小的螺栓，容易在擰緊時過載拉斷，所以對于由于直徑過小的螺栓，容易在擰緊時過載拉斷，所以對于重要的聯(lián)接不宜小于重要的聯(lián)接不宜小于m121s01s00.6)(0.5f0.7)(0.6f aass合金鋼：碳鋼：3）預(yù)緊力的控制測力矩板手測出預(yù)緊力矩.定

8、力矩板手達到固定的擰緊力矩t時，彈簧受壓將自動打滑。測量預(yù)緊前后螺栓伸長量精度較高 12圖4-12 測力矩扳手123412圖4-12 測力矩扳手1234測力矩測力矩扳手扳手定力矩定力矩扳手扳手12圖4-12 測力矩扳手123412圖4-12 測力矩扳手1234一般情況下螺紋連接能滿足自鎖條件，不會松脫。1 1）防松的目的）防松的目的當(dāng)外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋連接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋連接就會松馳而失效。因此，必須進行防松，否則會影響正常工作，造成事故。 2 2）防松原理）防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對運動

9、，或增大相對運動的難度。3 3）防松辦法及措施）防松辦法及措施p339表表13.2 上螺母螺栓下螺母上螺母螺栓下螺母（1 1）摩擦防松）摩擦防松 雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等。 二、螺紋連接的防松二、螺紋連接的防松 自鎖螺母螺母一端做成非圓形收口或開縫后徑向收口，螺母擰緊后收口漲開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。（2 2）機械防松）機械防松 開槽螺母與開口銷，圓螺母與止動墊圈，止動墊片，串聯(lián)鋼絲等。彈簧墊圈彈簧墊圈3 3）永久防松（破壞螺旋副）永久防松（破壞螺旋副）：端鉚、沖點、點焊 化學(xué)防松粘合 (a)正確(b)不正確(a)正確(b)不正確(a)正確(b)不正確開口銷與六開口銷與

10、六角開槽螺母角開槽螺母圓螺母與止動墊圈串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲13.4螺栓組連接的設(shè)計螺栓組連接的設(shè)計一、一、 螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程中螺栓都成組使用，單個使用極少。工程中螺栓都成組使用，單個使用極少。螺栓組連接設(shè)計的順序螺栓組連接設(shè)計的順序選布局、定數(shù)目、力分析、設(shè)選布局、定數(shù)目、力分析、設(shè)計尺寸。計尺寸。 結(jié)構(gòu)設(shè)計原則結(jié)構(gòu)設(shè)計原則： （1）布局要盡量簡單，對稱分布，螺栓組中心與聯(lián)接結(jié)合）布局要盡量簡單，對稱分布，螺栓組中心與聯(lián)接結(jié)合面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔），以受力均勻。面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔），以受力均勻。（2）同一組螺栓材料、尺寸相同，便于裝配。不要

11、在外載）同一組螺栓材料、尺寸相同，便于裝配。不要在外載荷作用方向布置荷作用方向布置8個以上，否則受力不均。彎扭作用螺栓組，個以上，否則受力不均。彎扭作用螺栓組，要適當(dāng)靠接縫邊緣布局。要適當(dāng)靠接縫邊緣布局。（3）合理間距，適當(dāng)邊距，以利用扳手裝拆。）合理間距，適當(dāng)邊距，以利用扳手裝拆。扳手空間扳手空間ddh60dba60eeccrrrr（4）避免偏心載荷作用）避免偏心載荷作用 a）被聯(lián)接件支承面不平，突起；）被聯(lián)接件支承面不平，突起； b）表面與孔不垂直；）表面與孔不垂直； c）鉤頭螺栓聯(lián)接。）鉤頭螺栓聯(lián)接。防偏載措施：防偏載措施：a）凸臺；）凸臺；b）凹坑（魚眼坑）；）凹坑（魚眼坑）；c）斜墊

12、片）斜墊片 螺紋聯(lián)接組的設(shè)計21受橫向載荷2受轉(zhuǎn)矩3受軸向載荷 4受傾覆力矩 受力分析的目的：根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行螺栓聯(lián)接的強度計算。 受力分析時所作假設(shè)： 所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同； 受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。 受力分析的類型：二、螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合； ffrioomtff0ff0ff1、受橫向載荷的螺栓組連接、受橫向載荷的螺栓組連接特點：外載垂直于螺栓軸線。特點：外載垂直于螺栓軸線。（1)普通螺栓連接普通螺栓連接螺栓受預(yù)緊力受預(yù)緊力f0 ，靠接合面間的摩擦力來傳遞載荷。 每個螺栓所承受

13、的橫向載荷相等每個螺栓所承受的橫向載荷相等 : f =fr/z圖 不滑動條件: kf可靠度系數(shù)，取1.11.3 f 摩擦系數(shù) m結(jié)合面數(shù)量 z螺栓數(shù)量rrrrfrfrfrfr0frff zmk fmfzfkfrf0（2)鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接受橫向剪切、擠壓作用。每個螺栓所承受的橫向載荷相等 。 橫向剪力橫向剪力：zffrffffb)a)ffffb)a)frfrzffr24df螺紋聯(lián)接組的設(shè)計42受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接trffrffrfffz02010k （1）普通螺栓連接靠連接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩t。不滑動條件：ziirftf1f0k每個螺

14、栓所需的預(yù)緊力：螺栓所需的預(yù)緊力：ot1r2r0ff0ff(2) 鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接由變形協(xié)調(diào)條件可知，各個螺栓的變形量和受力大小與其中心到接合面形心的距離成正比zz2211rfrfrf由假設(shè)板為剛體不變形，工作后仍保持平面，則剪應(yīng)變與半徑成正比。在材料彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比 iiiirrffrfrfmaxmaxmaxmax由靜平衡條件：trfrfrfzz2211ziirrtf12maxmax f?2受力最大的螺栓受力最大的螺栓所受的剪力：所受的剪力：f?1ot1r2r3、受軸向載荷螺栓組連接、受軸向載荷螺栓組連接 每個螺栓的軸向工作載荷為：每個螺栓的軸向工作載荷為： pd

15、pfqzffq 各螺栓還承受預(yù)緊力f0的作用，當(dāng)連接要有保證的殘余預(yù)緊力為f0時，每個螺栓所受的總載荷為：每個螺栓所受的總載荷為：ff0f4. 受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接特點：m在鉛直平面內(nèi)，繞o-o回轉(zhuǎn)，只能用普通螺栓。設(shè)單個螺栓工作載荷為fi mlflflfzz2211maxmax11lfclflfiiziilmlf12maxmax受力最大螺栓的工作拉力工作拉力： mo1f2f3f4f3l1l2l4llmaxliqpqpspq1sp2q2mmsp1oooxx底板力矩平衡條件：螺紋聯(lián)接組的設(shè)計70maxppwmazfss00minpwmazfs螺栓的總拉力： 為防止結(jié)合面受

16、壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，必須滿足：右側(cè)右側(cè)不壓潰條件不壓潰條件（被連接件）：（被連接件）： 左側(cè)左側(cè)不開縫的條件不開縫的條件（被連接件）（被連接件） ： mo1f2f3f4f3l1l2l4llm axliqpqpspq1sp2q2mmsp1oooxx0f0fmaxfminfpminpmaxff0f實際使用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受實際使用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。計算時只要分別計算出螺栓組在這些力狀態(tài)的不同組合。計算時只要分別計算出螺栓組在這些簡單受力狀態(tài)下每個螺栓的工作載荷，然后按向量疊加起簡單受力狀態(tài)下每個螺栓的工作載荷，然后按向量疊加

17、起來，便得到每個螺栓的總工作載荷。來，便得到每個螺栓的總工作載荷。說明：工程中受力情況很復(fù)雜，但均可轉(zhuǎn)化為四種典型情說明：工程中受力情況很復(fù)雜，但均可轉(zhuǎn)化為四種典型情況進行解決。況進行解決。 計算公式在對稱分布情況下推導(dǎo)，但不對稱也可以計算公式在對稱分布情況下推導(dǎo)，但不對稱也可以用用 . 例1：求圖中受力最大的螺栓所受的工作載荷。工作載荷:力和旋轉(zhuǎn)力矩旋轉(zhuǎn)力矩實例例例2：如圖所示的支架受如圖所示的支架受 f 力。力。mabfoohfvfhfvf 分析：將 f 力分解并向螺栓組形心及結(jié)合面平移，得：軸向載荷 橫向載荷翻轉(zhuǎn)力矩hfvfbfafmhv設(shè)計中，需要防止如下四種可能的失效形式：上沿開縫：

18、下沿壓潰：支架下滑： 需要足夠大的f0 。 螺栓拉斷： 需要足夠大的螺栓直徑 。1d0minpspmaxssp13.5螺紋連接的強度計算螺紋連接的強度計算1、主要失、主要失效形式：效形式：滑扣滑扣 因經(jīng)常拆裝受拉螺栓受拉螺栓塑性變形塑性變形 螺紋部分疲勞斷裂疲勞斷裂受剪螺栓受剪螺栓 剪斷剪斷壓潰壓潰 螺桿和孔壁的貼合面經(jīng)常拆卸經(jīng)常拆卸 斷裂斷裂-軸向變載荷軸向變載荷一、一、 螺紋連接的失效形式螺紋連接的失效形式2、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計準(zhǔn)則受拉螺栓受拉螺栓靜強度計算靜強度計算疲勞強度計算疲勞強度計算受剪螺栓受剪螺栓 剪切強度計算剪切強度計算擠壓強度計算擠壓強度計算國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋連接件的性能等級。螺

19、栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?0級，螺母的性能等級分為 7級。在一般用途的設(shè)計中，通常選用4.8級左右的螺栓，在重要的或有特殊要求設(shè)計中的螺紋連接件，要選用高的性能等級，如在壓力容器中常采用8.8級的螺栓。二、二、 螺紋連接的常用材料和許用應(yīng)力螺紋連接的常用材料和許用應(yīng)力(1)(1)螺紋連接件螺紋連接件材料材料常用的螺紋連接件材料為q215、q235、35、45等碳素鋼。當(dāng)強度要求高時，還可采用合金鋼，如15cr、40cr等。 p347表13.4(2)(2)螺紋連接件螺紋連接件的許用應(yīng)力的許用應(yīng)力1)螺紋連接件的許用拉應(yīng)力:2)螺紋連接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力: 螺紋連接件的安全系數(shù), p

20、348表13.7,13.8。 不控制預(yù)緊力的s與d有關(guān)，先初步選擇d ，再查安全系數(shù)，最后再修正 。ssssssssppsss（被連接件為鋼）bppsss（被連接件為鑄鐵）潘存云教授研制1、松螺栓連接強度計算、松螺栓連接強度計算(1)強度條件：強度條件：4/21sdf式中式中: d1-螺紋小徑螺紋小徑 mm ， 許用應(yīng)力許用應(yīng)力ff(2)設(shè)計公式：設(shè)計公式：41sfd 三、三、 普通螺栓普通螺栓連接的強度計算連接的強度計算動畫動畫2、緊螺栓連接強度計算、緊螺栓連接強度計算（1） 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強度僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強度（2） 承承受受預(yù)緊力和工作拉力（靜、變）預(yù)緊力和工作拉力（靜、變）

21、的緊螺栓連接的緊螺栓連接（3）承受工作剪力的緊螺栓連接承受工作剪力的緊螺栓連接(鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓)fff0f0螺栓受軸向拉力螺栓受軸向拉力f0和摩擦力矩和摩擦力矩t1的雙重作用。的雙重作用。4/210dfs拉應(yīng)力：拉應(yīng)力：（1） 僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：16/3111dtwtt16/2)(an312v0ddtf4/)(an2210v12dftdd2v10211064an0.171.04 1.080.50.54mmdtdfds對于的普通螺栓， s3 . 1計算應(yīng)力：計算應(yīng)力：223ssca22)5 . 0( 3ss4/3.1210ssdfca強

22、度條件：強度條件：其中的系數(shù)其中的系數(shù)1.31.3，是考慮螺紋力矩對螺栓連接，是考慮螺紋力矩對螺栓連接強度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)簡化強度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)簡化為純拉伸來處理。為純拉伸來處理。2. 受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接設(shè)氣體壓強為設(shè)氣體壓強為p，螺栓數(shù)目為，螺栓數(shù)目為z，則缸體，則缸體周圍每個螺栓的平均載荷為：周圍每個螺栓的平均載荷為：p d2/4f = =zfddp（1）受力分析）受力分析特別注意，軸向載荷：特別注意，軸向載荷： f f0+f加預(yù)緊力加預(yù)緊力f0 后后螺栓受拉伸長螺栓受拉伸長b 被連接件受壓縮短被連接件受壓縮短 m

23、加載加載 f 后后:螺栓總伸長量為螺栓總伸長量為: 總拉力總拉力f為：為：被聯(lián)接件壓縮量為：被聯(lián)接件壓縮量為： 殘余預(yù)緊力為：殘余預(yù)緊力為：bbfmmf0f0f0f0f0f0f0f0f + b動畫動畫a)未擰未擰 b)擰緊，未受載荷擰緊，未受載荷 c)受載荷受載荷 0fmm 0fffbbfmmf0f0f0f0f0f0f0f0f動畫動畫a)未擰未擰 b)擰緊，未受載荷擰緊，未受載荷 c)受載荷受載荷 b 連接件變形連接件變形力力螺栓變形螺栓變形力力f變形變形力力ff0ff0f 0mf0b mbm材料變形在彈性極限內(nèi)，力與變形成正比材料變形在彈性極限內(nèi)，力與變形成正比. 動畫動畫b)擰緊，未受載荷

24、擰緊，未受載荷c)受載荷受載荷-相對剛度系數(shù)相對剛度系數(shù)(a)式式/(b)式，得：式，得： 力力變形變形bffff0 f021121cccffccffffcccf211fffff00 表表13.9 螺栓的相對剛度系數(shù)螺栓的相對剛度系數(shù)墊片類型墊片類型 金屬墊片或無墊片金屬墊片或無墊片 皮革皮革 銅皮石棉銅皮石棉 橡膠橡膠 0.20.3 0.7 0.8 0.9c1 +c2c112fcffc （a） （b）力力螺栓變形螺栓變形bffff0 f0fcccf211緊螺栓連接應(yīng)能保證被連接件的緊螺栓連接應(yīng)能保證被連接件的接合面不出現(xiàn)縫隙接合面不出現(xiàn)縫隙: 殘余預(yù)緊力殘余預(yù)緊力 0(1)f(1)f為靜載荷

25、：為靜載荷： = =（0.20.20.60.6）f f(2)f(2)f變化：變化： （0.60.61.01.0）f f(3)(3)有緊密性要求的連接：有緊密性要求的連接： （1.51.51.81.8）f f m0f0f0f0f（2 2）強度計算：）強度計算：a a）軸向靜載荷緊螺栓連接強度計算）軸向靜載荷緊螺栓連接強度計算 靜力f不變，考慮補充擰緊靜強度條件靜強度條件：4f3 . 121ssdf43 . 11sd設(shè)計公式：設(shè)計公式： b b）軸向變載荷緊螺栓連接強度計算）軸向變載荷緊螺栓連接強度計算 分析：當(dāng)工作載荷，由0f ；21maxf4ds 螺栓總載荷，由f0f210minf4ds1a2

26、121c2ccafdss疲勞強度條件 ：0f由最大maxmin12121c22ccafdsss1tas kasss式中：1taskss尺寸系數(shù)，表13.7螺栓材料的對稱循環(huán)疲勞極限，p347表13.4安全系數(shù)，p348表13.7應(yīng)力集中系數(shù)，p348表p34813.7qpqprrrrlmind0四四. 鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓連接的強度計算連接的強度計算特點：螺桿與孔間緊密配合，無間隙，由光桿直接承受擠壓和剪切來傳遞外載荷進行工作。m4f20d1.螺栓的剪切強度條件剪切強度條件為： 圖，f?f?2.螺栓與孔壁接觸表面的擠壓強度條件擠壓強度條件為： hfp0pssdp式中： f? 剪力（n） d

27、0螺桿或孔的直徑（mm） h 被聯(lián)接件中受擠壓孔壁的最小長度（mm）螺栓許用剪應(yīng)力，mpa，ps螺栓或被聯(lián)接件中較弱者的許用擠壓應(yīng)力，mpa鉸制孔螺栓能承受較大的橫向載荷，但被加工件鉸制孔螺栓能承受較大的橫向載荷，但被加工件孔壁加工精度較高，成本較高?？妆诩庸ぞ容^高，成本較高。qpqprrrrlmind0f?f?螺栓組設(shè)計螺栓組設(shè)計總的思路總的思路：螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計（布：螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計（布局、數(shù)目）局、數(shù)目）螺栓組受力分析（載荷螺栓組受力分析（載荷類型、狀態(tài)、形式）類型、狀態(tài)、形式）求單個螺栓的求單個螺栓的最大工作載荷（判斷哪個最大）最大工作載荷（判斷哪個最大）按按最大載荷的單個螺栓設(shè)計（按照

28、最大載荷的單個螺栓設(shè)計（按照d1，查標(biāo)準(zhǔn)查標(biāo)準(zhǔn)d ）全組采用同樣尺寸螺栓全組采用同樣尺寸螺栓（互換的目的）（互換的目的） 。例：一鋼制液壓油缸，油壓p1.6 mpa，d2160 mm，試確定其上蓋的螺栓(公稱直徑d,數(shù)量)。解解： 決定螺栓工作載荷f：暫取螺栓數(shù)z8，則每個螺栓承受的平均工作載荷knzdpf02. 4841606 . 14222 螺栓總拉伸載荷f 壓力容器取殘余預(yù)緊力 =1.8f，得 ff1.8f2.84.0211.3 kn 求螺栓直徑：暫選取螺栓材料為35鋼，性能等級4.8，s300 mpa，（表13.5），裝配時不要求嚴(yán)格控制預(yù)緊力，則螺栓的許用拉應(yīng)力與其公稱直徑有關(guān)，故采

29、用試算法試算法。假定螺栓公稱直徑d16 mm，則由表13.7取s3，可求得螺栓得許用拉應(yīng)力為 =s/s=300/3=100 mpa 得螺紋的小徑d1=13.68 mm （4）由手冊查得，普通粗牙螺栓公稱直徑d=16 mm時，d1=13.835 mm，合適。 3 . 141sfdv例：一塊鋼板a、用四個m16的普通螺栓固定在鋼板b上，鋼板尺寸受力如圖。已知鋼板間摩擦系數(shù)f=0.16，螺紋中徑d2=14.7mm，螺紋內(nèi)徑d1=13.835mm，螺栓許用拉應(yīng)力：=190mpa，防滑系數(shù)kf=1.1，試校核該螺栓組聯(lián)接。 v課本課本p356360中的例題中的例題13.1-13.2,自學(xué)。自學(xué)。不懂問老

30、師或者同學(xué)。不懂問老師或者同學(xué)。13.6 提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施影響連接強度的因素很多，如材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、工藝、螺紋牙間載荷分布、應(yīng)力幅度、應(yīng)力集中，而螺栓連接的強度又主要取決于螺栓的強度。 1、改善螺紋牙間載荷分布不均狀況 工作中螺栓牙受拉伸長，螺母牙受壓縮短，伸與縮的螺距變化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應(yīng)變最大，應(yīng)力最大，其余各圈依次遞減，旋合螺紋間的載荷分布如圖所示。所以采用圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高聯(lián)接的強度。 辦法：降低剛性，易變形、增加協(xié)調(diào)性，以緩和矛盾. a) 懸置螺母 b) 環(huán)槽螺母 c)內(nèi)斜螺母 d)環(huán)槽內(nèi)斜101510152、減小應(yīng)力幅 工作載

31、荷和剩余預(yù)緊力不變，降低螺栓剛性c1,增大被連接件的剛度c2。 抗疲勞強度得到提高，可用空心桿、細(xì)長桿、柔性螺栓聯(lián)接 3、減小應(yīng)力集中drdr0.51.0dr2hr1r=0.2dr0.2dr10.15d;r21.0d;h0.5d;1）加大過渡處圓角2）卸載槽3）卸載過渡結(jié)構(gòu)4. 避免或減小附加應(yīng)力避免或減小附加應(yīng)力由于設(shè)計、制造或安裝上的疏忽，有可能使螺栓受到附加彎曲應(yīng)力（圖13.24），這對螺栓疲勞強度的影響很大，應(yīng)設(shè)法避免。例如，在鑄件或鍛件等未加工表面上安裝螺栓時，常采用凸臺或沉頭座等結(jié)構(gòu)，經(jīng)切削加工后可獲得平整的支承面。5、采用合理的制造工藝 1）用擠壓法（滾壓法）制造螺栓，疲勞強度提

32、高3040% 。 2）冷作硬化，表層有殘余應(yīng)力（壓），氰化、氮化、噴丸等可提高疲勞強度。3）熱處理后再進行滾壓螺紋，效果更佳，強度提高70100 %，此法具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。螺旋傳動113.7 螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動的。用途用途：將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞動力。運動形式運動形式：螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動；螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動。 傳力螺旋；傳導(dǎo)螺旋； 調(diào)整螺旋。（2 2）按其螺旋副摩擦性質(zhì)分）按其螺旋副摩擦性質(zhì)分滑動螺旋； 滾動螺旋； 靜壓螺旋。1、類型、類型（1）按用途分2、應(yīng)用、應(yīng)用 螺旋機構(gòu)在機床的

33、進給機構(gòu)、起重設(shè)備、鍛壓機械、測量儀器、工具、夾具、玩具及其他工業(yè)裝備中有著廣泛的應(yīng)用。 螺旋傳動2二、滑動螺旋傳動二、滑動螺旋傳動1滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料（1）結(jié)構(gòu) 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。支承結(jié)構(gòu)：螺母支承：短粗、垂直布置螺桿支承：細(xì)長、水平布置 螺旋傳動2整體螺母 組合螺母剖分螺母螺母結(jié)構(gòu):固定螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整楔快 螺桿的材料要有足夠的強度和耐磨性。 螺母的材料除了要有足夠的強度外，還要求耐磨。 材料：表13.10（2）滑動螺旋的材料 2、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算主要失效形式主要失效形式: 磨損磨損受力較大：斷裂、塑變細(xì)長：振動要求自鎖性。