機(jī)械設(shè)計(jì)第五章PPT課件

1、第五章 螺紋連接與螺旋傳動(dòng)基本概念：螺紋連接是利用螺紋零件構(gòu)成的 連接。特 點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，拆裝方便，工作可靠，標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)用廣。第1頁(yè)/共129頁(yè)v螺紋的基本知識(shí)螺紋的基本知識(shí)外螺紋內(nèi)螺紋左旋螺紋右旋螺紋多線(xiàn)螺紋單線(xiàn)螺紋圓錐螺紋圓柱螺紋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接螺紋鋸齒形螺紋梯形螺紋三角螺紋螺紋的分類(lèi)螺紋的分類(lèi)矩形螺紋聯(lián)接螺紋為三角螺紋三角螺紋第2頁(yè)/共129頁(yè)d-螺紋大徑d1 1- -螺紋小徑d2-螺紋中徑p-螺距n-線(xiàn)數(shù)S S-導(dǎo)程y y -螺紋升角 ，牙型角 -牙側(cè)角旋向一、 螺紋的主要參數(shù)5.1 螺紋第3頁(yè)/共129頁(yè)螺紋的線(xiàn)數(shù)和旋向第4頁(yè)/共129頁(yè)二、螺紋副的受力關(guān)系、效率和自鎖 圓周力：擰緊時(shí)松

2、開(kāi)時(shí)效率：擰緊時(shí)松開(kāi)時(shí)tan()tFFy tan()tFFytantan()yytan()tanyy第5頁(yè)/共129頁(yè)自鎖條件式中: -當(dāng)量摩擦角 f arctan-當(dāng)量摩擦系數(shù)f cosff F-軸向力, Nf-摩擦系數(shù)y第6頁(yè)/共129頁(yè)2-1螺紋聯(lián)接二、螺紋副的受力、效率與自鎖二、螺紋副的受力、效率與自鎖)tan(22)(22vtvtQddFTQtgF y y y y y ycosarctanfffvvvv 1 1、擰緊螺母時(shí)的圓周力和力矩2 2、擰緊螺母時(shí)的效率3 3、自鎖條件)tan(tanv y yy y 第7頁(yè)/共129頁(yè)三 、常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用對(duì)螺紋的要求： 足夠的強(qiáng)度和良好

3、的工藝性聯(lián)接螺紋：自鎖管 螺 紋：緊密性、氣密性傳動(dòng)螺紋：效率高調(diào)整螺紋：精度高起重螺紋：效率高、自鎖性好螺紋的分類(lèi)：按牙形：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋按母體形狀：圓柱螺紋、圓錐螺紋第8頁(yè)/共129頁(yè)1 、普通螺紋(代號(hào)：M GB 192-81)特點(diǎn)：螺紋的牙型角 =2 =60 。因牙側(cè)角 大，所以當(dāng)量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于連接。第9頁(yè)/共129頁(yè)細(xì)牙螺紋與粗 牙螺紋的比較粗牙：常用細(xì)牙的缺點(diǎn)：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細(xì)牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動(dòng)及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。第10頁(yè)/共129頁(yè)2 、矩形螺紋特點(diǎn)：牙形為正方形，

4、 =0 ，所以效率高，用于傳動(dòng), ,牙根強(qiáng)度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。第11頁(yè)/共129頁(yè)3 、梯形螺紋(代號(hào)：T特點(diǎn)： =2 =30 。比矩形螺紋效率略低。 牙根強(qiáng)度高，易于對(duì)中，易于制造，剖分螺母可消除間隙，在螺旋傳動(dòng)中有廣泛應(yīng)用。 r GB 192-81)第12頁(yè)/共129頁(yè)4、 鋸齒形螺紋(代號(hào)：S JB 923-66)特點(diǎn)：工作邊 =3 ，非工作邊 =30 ，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn), ,能承受較大的載荷, ,但只能用于單向傳動(dòng)。第13頁(yè)/共129頁(yè)5 、圓柱管螺紋 特點(diǎn)：用于管件連接的三角螺紋， =55 螺紋面間沒(méi)有間隙，密封性好，適用于壓強(qiáng)

5、在1.61.6MPaMPa以下的連接。第14頁(yè)/共129頁(yè)6、 圓錐螺紋特點(diǎn)：螺紋均布在錐度為1:16的管上, =55 或60 螺紋面間沒(méi)有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適用于高溫、高壓的連接。第15頁(yè)/共129頁(yè)7、 其它螺紋主要用于金屬薄板的連接第16頁(yè)/共129頁(yè)螺紋聯(lián)接件等級(jí)GB3103.1-82GB3103.1-82規(guī)定：螺紋聯(lián)接件分A A、B B、C C三級(jí)A A級(jí)：精密配合，防振場(chǎng)合B B級(jí)：受載較大，常拆卸調(diào)整、變載場(chǎng)合C C級(jí)：一般聯(lián)接第17頁(yè)/共129頁(yè) 普通螺栓連接 絞制孔螺栓連接普通螺栓連接 螺栓和孔壁有間隙，孔的加工精度低。絞制孔螺栓連接螺桿與孔用過(guò)渡配合，承受

6、軸向載荷孔需精制。可起定位作用。5.2 螺紋連接的基本類(lèi)型與標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件一 、螺紋連接的基本類(lèi)型1、 螺栓連接 第18頁(yè)/共129頁(yè)特點(diǎn)：被連接件不宜做成通孔。不宜經(jīng)常拆卸。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄 鐵：H=1.251.5d鋁 合 金： H=1. 52.5d2、 螺釘連接第19頁(yè)/共129頁(yè)特點(diǎn)：被連接件不宜做成通孔又需要經(jīng)常拆卸或用螺釘無(wú)法安裝。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄 鐵：H=1.251.5d鋁 合 金： H=1. 52.5d3、雙頭螺柱連接 第20頁(yè)/共129頁(yè)4 、緊定螺釘連接旋入被連接件的螺紋孔中，頂住另一被連接件的表面或凹坑。固定兩個(gè)零件或傳遞不大的力矩。第21頁(yè)/共12

7、9頁(yè)5、其它特殊結(jié)構(gòu)的螺紋連接地腳螺栓吊環(huán)螺釘T型槽螺栓第22頁(yè)/共129頁(yè)二 、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件各種螺栓第23頁(yè)/共129頁(yè)雙頭螺柱各種螺釘?shù)?4頁(yè)/共129頁(yè)各種螺釘緊定螺釘?shù)念^部和末端第25頁(yè)/共129頁(yè)各種螺母與墊片第26頁(yè)/共129頁(yè)三 、螺紋連接零件常用材料和機(jī)械性能等級(jí)1、常用材料：普通連接：低碳鋼，中碳鋼，如:Q215、Q235和10、15、35、45號(hào)鋼。變載荷或有沖擊、振動(dòng)的重要連接：合金鋼，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。螺母材料一般較相配合的螺栓的硬度低2040HBS。第27頁(yè)/共129頁(yè)2、螺栓、螺釘、螺柱、螺母性能等級(jí)第28頁(yè)/共129頁(yè)5.3 螺紋

8、連接的預(yù)緊第29頁(yè)/共129頁(yè)1、預(yù)緊的作用：預(yù)緊可使連接在承受工作載荷之前就受到預(yù)緊力F的作用，以防止連接受載后被連接件之間出現(xiàn)間隙或橫向滑移。預(yù)緊也可以防松。2、控制預(yù)緊力的目的：預(yù)緊力過(guò)大，會(huì)使連接超載。預(yù)緊力不足，可能導(dǎo)致連接失效。重要的螺栓應(yīng)控制預(yù)緊力。第30頁(yè)/共129頁(yè)擰緊螺母時(shí)的力矩和預(yù)緊力3、擰緊力矩和預(yù)緊力的計(jì)算第31頁(yè)/共129頁(yè)21TTT2)tan(2v01dFTy202030300c231dDdDFfTdFkdFdDdDdfddTt0020203030cv232)tan(21y螺紋副摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩?cái)Q緊力矩第32頁(yè)/共129頁(yè)20203030cv232)t

9、an(21dDdDdfddktydFT02 . 0dTF2 . 00 當(dāng)鋼制螺紋M10M68時(shí)，由螺紋幾何關(guān)系和摩擦系數(shù)可得：2 . 0tk故：擰緊力矩系數(shù)第33頁(yè)/共129頁(yè)4、裝配時(shí)控制預(yù)緊力的方法測(cè)力矩扳手第34頁(yè)/共129頁(yè)定力矩扳手第35頁(yè)/共129頁(yè)5.4 螺紋連接的防松一 、摩擦防松1 、雙螺母在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，保證摩擦力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便?？煽啃圆桓摺Ｓ糜谄椒€(wěn)、低速、重載。第36頁(yè)/共129頁(yè)2 、彈簧墊圈彈力保持一定壓力切口尖端逆向。第37頁(yè)/共129頁(yè)3 、鎖緊螺母鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺紋中橢圓口螺母。第38頁(yè)/共129頁(yè)二、 機(jī)械防松 1 、開(kāi)口銷(xiāo)與六角開(kāi)槽螺

10、母第39頁(yè)/共129頁(yè)2 、止動(dòng)墊圈第40頁(yè)/共129頁(yè)止動(dòng)墊圈第41頁(yè)/共129頁(yè)3 、串聯(lián)鋼絲第42頁(yè)/共129頁(yè)三、 永久防松焊接 沖點(diǎn) 涂膠第43頁(yè)/共129頁(yè)受拉螺栓聯(lián)接受拉螺栓聯(lián)接主要失效形式：主要失效形式：精度低或時(shí)常裝拆時(shí)：滑扣。精度低或時(shí)常裝拆時(shí)：滑扣。靜載：靜載： 螺紋部分的塑性變形和斷裂。螺紋部分的塑性變形和斷裂。變載：變載：栓桿部分的疲勞斷裂。栓桿部分的疲勞斷裂。5.5 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容與步驟：設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容與步驟：1 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定螺栓布置形式、數(shù)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定螺栓布置形式、數(shù)量2 2、受力分析：確定螺栓組中受力最大螺栓和所受、受力分析：確定螺

11、栓組中受力最大螺栓和所受最大力最大力3 3、強(qiáng)度計(jì)算：按受力最大螺栓確定整組螺栓直徑、強(qiáng)度計(jì)算：按受力最大螺栓確定整組螺栓直徑第44頁(yè)/共129頁(yè)一 、松螺栓連接只能承受軸向靜載只能承受軸向靜載工作時(shí)不預(yù)緊；工作時(shí)不預(yù)緊；特點(diǎn)：特點(diǎn)：第45頁(yè)/共129頁(yè)421dFMPa41Fd mm7 . 12 . 1s強(qiáng)度條件 或許用應(yīng)力MPa第46頁(yè)/共129頁(yè)二 、緊螺栓聯(lián)接1 、受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接 （1） 普通螺栓聯(lián)接靠接合面的摩擦力傳遞外力螺栓既受拉應(yīng)力又受扭剪應(yīng)力第47頁(yè)/共129頁(yè)2104dF12v210312v02)tan(4162)tan(dddFddFWTtyy對(duì)于常用的M10M68的

12、普通螺栓5 . 0拉應(yīng)力剪應(yīng)力第48頁(yè)/共129頁(yè)螺栓的當(dāng)量應(yīng)力（第四強(qiáng)度理論）3 . 1)5 . 0( 332222e螺栓的強(qiáng)度條件為：3 . 14210cadFMPa3 . 141Fd校核公式：設(shè)計(jì)公式：第49頁(yè)/共129頁(yè)當(dāng)所需預(yù)緊力很大時(shí)，為了減小螺栓尺寸，采用套筒、鍵、銷(xiāo)來(lái)承受橫向載荷。第50頁(yè)/共129頁(yè)（2）鉸制孔螺栓聯(lián)接 螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為:420mdFs螺栓與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：psphdFmin0MPaMPa第51頁(yè)/共129頁(yè)0d螺栓抗剪面直徑，mm式中m 螺栓抗剪面數(shù)目minh螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度 mm，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使0min25. 1dh螺栓的許用剪切應(yīng)力，

13、MPap 螺栓或孔壁材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa第52頁(yè)/共129頁(yè)復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 一、螺紋連接零件常用材料和機(jī)械性能等級(jí)一、螺紋連接零件常用材料和機(jī)械性能等級(jí) 二、螺紋連接的預(yù)緊二、螺紋連接的預(yù)緊 1.預(yù)緊的作用預(yù)緊的作用 2.控制預(yù)緊力的目的：控制預(yù)緊力的目的： 3.擰緊力矩?cái)Q緊力矩dFkdFdDdDdfddTt0020203030cv232)tan(21y第53頁(yè)/共129頁(yè) 三、螺紋連接的防松：三、螺紋連接的防松： 方法：摩擦防松、機(jī)械防松、永久防松。方法：摩擦防松、機(jī)械防松、永久防松。 四、單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算四、單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 1.1.松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接 2.2.緊螺栓聯(lián)接緊

14、螺栓聯(lián)接 （1 1）受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接）受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接 1 1）普通螺栓聯(lián)接）普通螺栓聯(lián)接 2 2）鉸制孔螺栓聯(lián)接）鉸制孔螺栓聯(lián)接第54頁(yè)/共129頁(yè)例題：一受拉螺栓聯(lián)接預(yù)緊時(shí)例題：一受拉螺栓聯(lián)接預(yù)緊時(shí), ,預(yù)緊力預(yù)緊力F=2000N,F=2000N,螺栓的直徑螺栓的直徑d d1 1為為8.3768.376mm, mm, 已知已知 MPa160問(wèn)該螺栓會(huì)不會(huì)損壞問(wèn)該螺栓會(huì)不會(huì)損壞? ? 203 . 14cdF第55頁(yè)/共129頁(yè)2 、受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接汽缸蓋的連接第56頁(yè)/共129頁(yè) 螺栓和被聯(lián)接件都是彈性體，各零件受力屬于靜不定問(wèn)題，螺栓總拉力螺栓和被聯(lián)接件都是彈性體，各

15、零件受力屬于靜不定問(wèn)題，螺栓總拉力應(yīng)根據(jù)靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件確定。應(yīng)根據(jù)靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件確定。靜力平衡條件：12FFF21變形協(xié)調(diào)條件：第57頁(yè)/共129頁(yè)（1 1） 受力分析01111螺母未擰緊 ）螺母已擰緊已承受工作載荷0第58頁(yè)/共129頁(yè)螺栓受力：被聯(lián)接件受力：FCCCFFmbb02FCCCFFmbm01螺栓總拉力F2：FFF12受工作載荷時(shí)210變形力bm第59頁(yè)/共129頁(yè)螺栓的相對(duì)剛度剩余預(yù)緊力FF2 . 01mbbCCCF1F1F1對(duì)緊固聯(lián)接：對(duì)氣密聯(lián)接：被聯(lián)接鋼板間所用墊片mbbCCC第60頁(yè)/共129頁(yè)（2）靜強(qiáng)度計(jì)算3 . 14212dFca3 . 142

16、1FdMPamm式中 緊螺栓聯(lián)接的許用拉應(yīng)力校核公式：設(shè)計(jì)公式：第61頁(yè)/共129頁(yè)（3）疲勞強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于受變載荷的螺栓聯(lián)接，按靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)尺寸后，還需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。圖517 承受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接F1FFF0F2mbbCCCF第62頁(yè)/共129頁(yè)螺栓的最大應(yīng)力計(jì)算安全系數(shù)：SKKSatcca)2)()(2minmin1yy式中：-螺栓材料的對(duì)稱(chēng)循環(huán)拉壓疲勞極限，MPa。-試件的材料常數(shù)；-拉壓疲勞綜合影響系數(shù)；-安全系數(shù)。1tcyKS疲勞強(qiáng)度條件為ambbadFCCC221第63頁(yè)/共129頁(yè)受拉緊螺栓聯(lián)接受拉緊螺栓聯(lián)接外載外載橫向載荷橫向載荷軸向載荷軸向載荷螺栓只受預(yù)緊力螺栓只受預(yù)

17、緊力靜載靜載變載變載 螺栓受預(yù)緊力螺栓受預(yù)緊力和軸向工作載荷和軸向工作載荷螺栓受力螺栓受力只預(yù)緊只預(yù)緊第64頁(yè)/共129頁(yè)三、 螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力第65頁(yè)/共129頁(yè)螺栓許用剪應(yīng)力及許用擠壓應(yīng)力第66頁(yè)/共129頁(yè)5.6 螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)(一)螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）聯(lián)接接合面的幾何形狀常設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱(chēng)的簡(jiǎn)單幾何形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的：確定合理的接合面的幾何形狀及螺栓的布置形式，以求各螺栓受確定合理的接合面的幾何形狀及螺栓的布置形式，以求各螺栓受力均勻，且便于加工裝配。力均勻，且便于加工裝配。第67頁(yè)/共129頁(yè)2） 螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理第68頁(yè)/共129頁(yè)3 ）螺栓的排列應(yīng)有

18、合理的間距、邊距第69頁(yè)/共129頁(yè)扳手空間第70頁(yè)/共129頁(yè)4）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng) 取4, 6, 8等偶數(shù)，以便鉆孔時(shí)在圓周上分度和畫(huà)線(xiàn)第71頁(yè)/共129頁(yè)5 ）避免螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的原因第72頁(yè)/共129頁(yè)斜墊圈的應(yīng)用凸面和沉頭座的應(yīng)用避免偏載的結(jié)構(gòu)第73頁(yè)/共129頁(yè)(二) 螺栓組聯(lián)接的受力分析 假設(shè)：假設(shè)：1 1）螺栓組的對(duì)稱(chēng)中心與聯(lián)接接合面的形心重合，受載后聯(lián)接接合面仍保持為平）螺栓組的對(duì)稱(chēng)中心與聯(lián)接接合面的形心重合，受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。面。2 2）各螺栓的拉伸剛度或剪切剛度（材料、直徑、長(zhǎng)度）和預(yù)緊力都相同；）各螺栓的拉伸剛度或剪切剛度（材料、直

19、徑、長(zhǎng)度）和預(yù)緊力都相同；3 3）螺栓的應(yīng)變?cè)趶椥苑秶鷥?nèi)。）螺栓的應(yīng)變?cè)趶椥苑秶鷥?nèi)。 分析各螺栓受力，求出分析各螺栓受力，求出受載最大受載最大螺栓所受載荷，進(jìn)而進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。螺栓所受載荷，進(jìn)而進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。受力分析的目的：受力分析的目的：第74頁(yè)/共129頁(yè)1 、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接zFF設(shè)定有z個(gè)螺栓則：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓受外力F第75頁(yè)/共129頁(yè)例：已知汽缸工作壓力在0MPa0.5MPa之間變化，工作溫度125度，汽缸內(nèi)直徑D2=1100mm，螺栓數(shù)目z=20, 試計(jì)算汽缸蓋螺栓直徑。8.0mbbCCC MPa75MPa4 .14a第76頁(yè)/共129頁(yè)計(jì)算螺栓受力：汽缸蓋最大壓力：NpDFQ47

20、5200422螺栓工作載荷:NzFFFFQ2376002maxmin殘余預(yù)緊力：NFF356405 . 1max1螺栓最大拉力：NFFF594001maxmax2第77頁(yè)/共129頁(yè)螺栓直徑： 21mm.3675594003 . 143 . 14max21Fd校核螺栓變載荷強(qiáng)度：預(yù)緊力：NFCCCFFmbb40390maxmax20螺栓拉力變化幅：NFFFa950520max2取螺栓直徑為d=42mm,其d1=37.129mm第78頁(yè)/共129頁(yè)計(jì)算應(yīng)力幅：MPadFa 78. 8421a校核螺栓變載荷強(qiáng)度：MPaaa14.14所選螺栓合適。第79頁(yè)/共129頁(yè)2 、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接（1

21、） 普通螺栓聯(lián)接FKzfFs0ifziFKFs0式中： f 接合面間摩擦系數(shù) i 接合面數(shù) Ks 防滑系數(shù) 一般Ks =1.11.3FF第80頁(yè)/共129頁(yè)(2) 用絞制孔螺栓聯(lián)接zFFFzF螺栓受力：剪切力FFF求得F后，再按式（5-21）與式（5-22）校核螺栓聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度。第81頁(yè)/共129頁(yè)3、受轉(zhuǎn)矩 T 的螺栓組聯(lián)接(1) 采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)，靠預(yù)緊后在接合面上各螺栓處摩擦力對(duì)形心的力矩之和平衡外加力矩T。fF0fF0第82頁(yè)/共129頁(yè)式中: r1 、r2、. rz 各螺栓中心至螺栓 組形 心O的距離 Ks 可靠性系數(shù) f 接合面間摩擦系數(shù)ziiszsszrfTKrrr

22、fTKFTKrfFrfFrfF121002010).(.第83頁(yè)/共129頁(yè)（2）采用絞制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)，忽略接合面上的摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力對(duì)底板旋轉(zhuǎn)中心的力矩之和來(lái)平衡。Fmax第84頁(yè)/共129頁(yè)ziizziizzzzrTrrrrTrFFFFFTrrrrFrrFFrFrFrFrFTrFrFrF12max2222118541max2222111maxmaxmaxmax22112211.).( .或Fmax第85頁(yè)/共129頁(yè)4、 受傾覆力矩M的螺栓組連接F0F2F2m第86頁(yè)/共129頁(yè)ziizzzzzLMLFLLLMLFFLFLFLFMLFLFLF12maxmax2222111

23、0122112211.第87頁(yè)/共129頁(yè)受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接除要求螺栓強(qiáng)度足夠外，還應(yīng)保證接合面既不出縫隙也不被壓饋。接合面右端應(yīng)滿(mǎn)足：ppppppWMAzF0maxmaxmaxMPaMPa F2F2m第88頁(yè)/共129頁(yè)左端應(yīng)滿(mǎn)足：000minmaxminWMAzFppppMPaMPa 由預(yù)緊力F0 0和工作拉力Fmax，求得作用在螺栓上的總拉力F2后，再求出所需螺栓直徑。max02FCCCFFmbb 213 . 14FdF2F2m第89頁(yè)/共129頁(yè)5.8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施一 、改善螺紋牙上載荷的分配第90頁(yè)/共129頁(yè)均載螺母1第91頁(yè)/共129頁(yè)均載螺母2第92頁(yè)/共129頁(yè)

24、均載螺母3鋼絲螺套第93頁(yè)/共129頁(yè)二、提高疲勞強(qiáng)度1 減小應(yīng)力幅減小螺栓剛度螺母下加彈性元件、中空螺桿、減小螺桿直徑F0F2F1F2第94頁(yè)/共129頁(yè)增大被聯(lián)接件剛度去掉彈性密封墊、加密封環(huán)F2F0F2F1第95頁(yè)/共129頁(yè)2 減小應(yīng)力集中第96頁(yè)/共129頁(yè)減小應(yīng)力集中第97頁(yè)/共129頁(yè)3.采用合理的制造工藝方法第98頁(yè)/共129頁(yè)例1圖示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架。試求螺栓直徑。KK220h280b1601502 . 0, 2 . 1,16. 0,235,50, 4,48000mbbsasCCCKfMpZNF已知：FF第99頁(yè)/共129頁(yè)KK220h280b160150 解：

25、 螺栓組受力 在在 的作用下，螺栓組承受以的作用下，螺栓組承受以下載荷：下載荷： 軸向力： sin FFh橫向力： cos FFv 翻轉(zhuǎn)力矩：翻轉(zhuǎn)力矩： 150160vhFFMFFF第100頁(yè)/共129頁(yè)2）在翻轉(zhuǎn)力矩作用下，上面兩個(gè)螺栓受載最大且相同22max1404140MFF 總軸向工作載荷： maxFFFavshmbmFKFCCCzFf)(01）軸向力 作用下各螺栓所受拉力相同zFFhahF3）在橫向載荷 作用下，底板不滑移。vF第101頁(yè)/共129頁(yè)hmbmvsFCCCfFKzF104）螺栓所受的總拉力 確定螺栓直徑（選螺栓的材料、定性能等 級(jí)） 由強(qiáng)度條件 2123 . 14dF

26、求d1,選參數(shù)d=12mm,d1=10.106mm。 FCCCFFmbb02第102頁(yè)/共129頁(yè)校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力1）聯(lián)接接合面的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值WMFCCCzFAhbmmp)(10max2）聯(lián)接接合面上應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力0)(10inWMFCCCzFAhbmmpm校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適10)7 . 06 . 0(AFs第103頁(yè)/共129頁(yè)5.8 螺旋傳動(dòng)一 、螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用螺旋傳動(dòng)按其類(lèi)型可分為： 調(diào)整螺旋：如機(jī)床進(jìn)給的微調(diào)螺旋 傳力螺旋：如千斤頂 傳動(dòng)螺旋：如機(jī)床絲杠第104頁(yè)/共129頁(yè)螺旋傳動(dòng)按其螺紋間摩擦性質(zhì)的不同,可分為: 滑動(dòng)螺旋：滑動(dòng)摩擦，結(jié)

27、構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，應(yīng)用最廣。 滾動(dòng)螺旋：滾動(dòng)摩擦 靜壓螺旋：液體摩擦滑動(dòng)螺旋牙形：多用梯形螺紋,重載起重螺旋也有用鋸齒形螺紋, 對(duì)效率要求高時(shí)可用矩形螺紋。第105頁(yè)/共129頁(yè)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用第106頁(yè)/共129頁(yè)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用立式加工中心第107頁(yè)/共129頁(yè)二維數(shù)控臺(tái)原理圖螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用第108頁(yè)/共129頁(yè)二維數(shù)控臺(tái)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用第109頁(yè)/共129頁(yè)滾珠絲杠螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用第110頁(yè)/共129頁(yè)螺旋千斤頂螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用第111頁(yè)/共129頁(yè)螺旋受力：滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，螺桿承受軸向載荷和轉(zhuǎn)矩；螺桿和螺母的螺紋牙承受擠壓、彎曲和剪切?；瑒?dòng)螺旋的失效形式有：螺紋磨損，螺桿斷裂，螺紋牙根剪斷和彎斷

28、，受壓螺桿很長(zhǎng)時(shí)還可能失穩(wěn)。二 、滑動(dòng)螺旋的失效形式和材料第112頁(yè)/共129頁(yè)螺桿的材料：要求有足夠的強(qiáng)度，常用35、45號(hào)鋼;需經(jīng)熱處理以達(dá)到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等。螺母材料：除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。常用材料有鑄造青銅，如ZCuSn10Pb1, ZCuSn5Pb5Zn5第113頁(yè)/共129頁(yè)螺母材料選用：重載低速使用強(qiáng)度較高的鑄造青銅ZCuAl10Fe3或鑄造黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3 。低速不重要的螺旋傳動(dòng)也可用耐磨鑄鐵或灰鑄鐵。三、滑動(dòng)螺旋的設(shè)計(jì)計(jì)算1 、耐磨性計(jì)算 耐磨性計(jì)算主要是限

29、制螺紋工作表面的壓強(qiáng)，以防止過(guò)度磨損。第114頁(yè)/共129頁(yè)假想螺紋牙可以展成一長(zhǎng)條，設(shè)螺旋的軸向載荷為F，螺母旋合高度為H、螺距為p，螺紋旋合圈數(shù)為Z=H/p、螺紋工作高度為h、承壓面積為A，螺紋工作面上的壓強(qiáng)為 ps。則螺紋的耐磨性條件為：22phHdFphZdFAFpsMPa若按耐磨性條件設(shè)計(jì)螺紋中徑d2時(shí)，可引用系數(shù)2dHy以消去H第115頁(yè)/共129頁(yè)2phFpdymm對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5p, 則8 . 02pFdy對(duì)于鋸齒形螺紋，h=0.75p, 則65. 02pFdy第116頁(yè)/共129頁(yè)系數(shù)y y的值：可根據(jù)螺母結(jié)構(gòu)選定，整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，取y y=1.22.5;剖分式螺母:y y=2.53.5