螺紋連接機(jī)械設(shè)計(jì)課件

1、聯(lián)接的分類和意義聯(lián)接的分類和意義靜聯(lián)接靜聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接可拆聯(lián)接可拆聯(lián)接(螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接）螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接）不可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接（鉚接、焊接、膠接）（鉚接、焊接、膠接）聯(lián)接的選擇聯(lián)接的選擇（根據(jù)使用要求與經(jīng)濟(jì)要求來選擇、（根據(jù)使用要求與經(jīng)濟(jì)要求來選擇、根據(jù)聯(lián)接的加工條件和被聯(lián)接零件的材料、形狀和根據(jù)聯(lián)接的加工條件和被聯(lián)接零件的材料、形狀和尺寸等）尺寸等）6 6-0 -0 引引 言言 由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑颍瑱C(jī)器由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑?，機(jī)器中很多零件需要彼此聯(lián)接。中很多零件需要彼此聯(lián)接。 機(jī)械零件之間的聯(lián)接分為：機(jī)械零件之間的聯(lián)接分為：被聯(lián)接件之間相

2、互完全固定。被聯(lián)接件之間相互完全固定。（形鎖合、摩擦鎖合、材料鎖合）（形鎖合、摩擦鎖合、材料鎖合）被聯(lián)接件之間能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。被聯(lián)接件之間能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如：運(yùn)動(dòng)副。例如：運(yùn)動(dòng)副。靜聯(lián)接：靜聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：本課程介紹的聯(lián)接主要是本課程介紹的聯(lián)接主要是靜聯(lián)接靜聯(lián)接。聯(lián)接的類型：聯(lián)接的類型：螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接等彈性環(huán)聯(lián)接等鉚接鉚接焊接焊接粘接粘接聯(lián)聯(lián)接接可拆可拆聯(lián)接聯(lián)接不可拆不可拆聯(lián)接聯(lián)接過盈聯(lián)接過盈聯(lián)接（介于兩者之間）（介于兩者之間）螺紋的形成螺紋的形成d d2 2螺旋線螺旋線一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋一

3、動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。螺紋螺紋一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋螺紋普通螺紋普通螺紋(M)(M)605555非密封管螺紋非密封管螺紋(G)(G)555555非密封管螺紋非密封管螺紋5555密封管螺紋（密封管螺紋（R R）55 梯形螺紋梯形螺紋(Tr)(Tr)30 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋(B)(B)303 標(biāo)準(zhǔn)螺紋標(biāo)準(zhǔn)螺紋。 非標(biāo)準(zhǔn)螺紋非標(biāo)準(zhǔn)螺紋。 矩形螺紋矩形螺紋螺紋的牙型螺紋的牙型矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋

4、三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋151530303 33030聯(lián)聯(lián)接接螺螺紋紋傳傳動(dòng)動(dòng)螺螺紋紋MGTrB粗牙粗牙細(xì)牙細(xì)牙螺螺 紋紋管管 螺螺 紋紋梯形螺紋梯形螺紋鋸鋸 齒齒 形形 螺螺 紋紋普普 通通是最常用的聯(lián)接螺紋是最常用的聯(lián)接螺紋用于細(xì)小的精密或薄壁零件用于細(xì)小的精密或薄壁零件用于水管、油管、氣管等用于水管、油管、氣管等薄壁管子上，用于管路的薄壁管子上，用于管路的聯(lián)接。聯(lián)接。用于各種機(jī)床的絲杠，做用于各種機(jī)床的絲杠，做傳動(dòng)用。傳動(dòng)用。只能傳遞單方向的動(dòng)力。只能傳遞單方向的動(dòng)力。螺螺 紋紋 種種 類類特征特征代號(hào)代號(hào)外外 形形 圖圖用用 途途常用的幾種螺紋的特征代號(hào)及用途常用

5、的幾種螺紋的特征代號(hào)及用途外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋螺旋線螺旋線制在回轉(zhuǎn)體外表面制在回轉(zhuǎn)體外表面的螺紋為的螺紋為車刀車刀制在回轉(zhuǎn)體內(nèi)表面制在回轉(zhuǎn)體內(nèi)表面的螺紋為的螺紋為卡盤卡盤車外螺紋車外螺紋車內(nèi)螺紋車內(nèi)螺紋工件工件卡盤卡盤螺尾和退刀槽螺尾和退刀槽螺紋的加工方法：螺紋的加工方法：車刀車刀螺螺 尾尾開始退刀開始退刀退出車刀退出車刀退刀槽退刀槽車刀車刀車車刀刀內(nèi)退刀槽內(nèi)退刀槽外退刀槽外退刀槽退刀紋退刀紋螺紋收尾螺紋收尾 6-1 螺紋 螺紋的牙型螺紋的牙型三角形三角形 在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀。的輪廓形狀。梯形梯形鋸齒形鋸齒形常用的有：常用的有：牙型牙型 螺紋

6、的大徑、小徑和中徑螺紋的大徑、小徑和中徑大徑大徑：與：與外螺紋牙頂外螺紋牙頂或或內(nèi)螺紋牙底內(nèi)螺紋牙底相切的相切的 假想圓柱面的直徑。假想圓柱面的直徑。D D、d d小徑小徑：與：與外螺紋牙底外螺紋牙底或或內(nèi)螺紋牙頂內(nèi)螺紋牙頂相切的相切的 假想圓柱面的直徑。假想圓柱面的直徑。 D D1 1、d d1 1牙底牙底牙底牙底牙頂牙頂牙頂牙頂小徑小徑大徑大徑 外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋牙頂牙頂牙底牙底牙底牙底牙頂牙頂大徑大徑 D、d小徑小徑D1、d1中徑中徑D2、d2螺紋的中徑：螺紋的中徑： 一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過牙型上過牙型上溝槽和凸起寬度相等溝槽和凸起寬

7、度相等的地方。的地方。 螺紋的線數(shù)螺紋的線數(shù)n n 沿沿一條螺旋線一條螺旋線形成的螺形成的螺紋叫做紋叫做單線螺紋單線螺紋；沿；沿兩條或兩條或兩條以上兩條以上在軸向等距分布的在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋叫做螺旋線所形成的螺紋叫做多多線螺紋線螺紋。單線螺紋單線螺紋雙線螺紋雙線螺紋 螺距和導(dǎo)程螺距和導(dǎo)程 螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離之間的軸向距離P P稱為螺距。稱為螺距。 同一條螺紋上同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離P Ph h稱為導(dǎo)程。稱為導(dǎo)程。單線螺紋：?jiǎn)尉€螺紋：P=PP=Ph h

8、多線螺紋：多線螺紋：P=PP=Ph h/n/n=導(dǎo)程導(dǎo)程螺距螺距螺距螺距導(dǎo)程導(dǎo)程單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋螺距螺距(P)(P)導(dǎo)程導(dǎo)程(L)(L) 螺紋的旋向螺紋的旋向右旋右旋(常用常用)左旋左旋注意注意：只有上述各：只有上述各要素完全相同要素完全相同的內(nèi)、外的內(nèi)、外 螺紋才能旋合在一起。螺紋才能旋合在一起。螺旋在上方用右旋，則順時(shí)針方向是螺旋在上方用右旋，則順時(shí)針方向是搬緊，合乎用力習(xí)慣。反之，在下方搬緊，合乎用力習(xí)慣。反之，在下方用左旋則順時(shí)針方向是搬緊，合乎用用左旋則順時(shí)針方向是搬緊，合乎用力習(xí)慣力習(xí)慣。5-1 螺紋大徑大徑d d 是螺紋的公稱直徑。是螺紋的公稱直徑。小徑小徑d d

9、1 1常用于強(qiáng)度計(jì)算。常用于強(qiáng)度計(jì)算。中徑中徑d d2 2常用于幾何計(jì)算。常用于幾何計(jì)算。螺距螺距P P 相鄰兩螺紋牙上對(duì)應(yīng)點(diǎn)相鄰兩螺紋牙上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。間的軸向距離。導(dǎo)程導(dǎo)程 S 沿螺紋上同一條螺旋線沿螺紋上同一條螺旋線 轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離，周所移動(dòng)的軸向距離，S = nP。線數(shù)線數(shù) n 螺紋的螺旋線數(shù)目。螺紋的螺旋線數(shù)目。牙型角牙型角a a在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙型斜角牙型斜角在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型一側(cè)邊與螺紋軸線的垂在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型一側(cè)邊與螺紋軸線的垂 線之間的夾角。線之間的夾角。（6）螺紋的角度）螺紋的角度螺紋升角螺

10、紋升角y y螺螺旋線的切線與垂直旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面于螺紋軸線的平面間的夾角。間的夾角。22tandnPdSyA AA A （7 7）螺紋連接的畫法）螺紋連接的畫法A AA A旋入深度旋入深度畫圖要點(diǎn)：畫圖要點(diǎn)： 大徑線和大徑線對(duì)齊；小徑線和小徑線大徑線和大徑線對(duì)齊；小徑線和小徑線 對(duì)齊。對(duì)齊。 旋合部分按外螺紋畫；其余部分按各自旋合部分按外螺紋畫；其余部分按各自 的規(guī)定畫。的規(guī)定畫。按不剖畫按不剖畫內(nèi)、外螺紋剖面線方向相反內(nèi)、外螺紋剖面線方向相反為什么？為什么？畫圖步驟：畫圖步驟： 畫外螺紋畫外螺紋 確定內(nèi)螺紋的端面位置確定內(nèi)螺紋的端面位置 畫內(nèi)螺紋及其余部分投影畫內(nèi)螺紋及其余部

11、分投影 大徑線畫粗實(shí)線大徑線畫粗實(shí)線 倒角圓不畫倒角圓不畫小徑圓約畫小徑圓約畫3/4圈圈外螺紋剖視畫法：外螺紋剖視畫法：小徑小徑大徑大徑AA螺紋終止線畫一小段螺紋終止線畫一小段剖面線畫到大徑線剖面線畫到大徑線AA小徑線畫細(xì)實(shí)線小徑線畫細(xì)實(shí)線且畫到倒角內(nèi)且畫到倒角內(nèi)小徑小徑0.85d螺紋終止線螺紋終止線畫粗實(shí)線畫粗實(shí)線螺紋終止線螺紋終止線 大徑線畫細(xì)實(shí)線大徑線畫細(xì)實(shí)線 小徑線畫粗實(shí)線小徑線畫粗實(shí)線 倒角圓不畫倒角圓不畫大徑圓約畫大徑圓約畫3/4圈圈剖面線畫到小徑線剖面線畫到小徑線即粗實(shí)線位置即粗實(shí)線位置AAAA（8 8）螺紋的標(biāo)注螺紋的標(biāo)注 標(biāo)注的基本格式標(biāo)注的基本格式特征代號(hào)特征代號(hào) 公稱直徑

12、公稱直徑導(dǎo)程導(dǎo)程( (P螺距螺距) )旋向旋向公差帶代號(hào)公差帶代號(hào) 旋合長度代號(hào)旋合長度代號(hào)粗牙螺紋不標(biāo)注螺距。粗牙螺紋不標(biāo)注螺距。旋合長度為中等時(shí)，旋合長度為中等時(shí)，“N N”可省略。可省略。右旋螺紋不用標(biāo)注旋向，左旋時(shí)則標(biāo)注右旋螺紋不用標(biāo)注旋向，左旋時(shí)則標(biāo)注LHLH。右旋右旋左旋左旋長：長：L L 中等：中等：N N短：短：S S中徑和頂徑中徑和頂徑公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)單線螺紋單線螺紋 改為改為 。導(dǎo)程導(dǎo)程( (P螺距螺距) )螺距螺距公差帶代號(hào)應(yīng)按順序標(biāo)注中徑、頂徑公差帶代號(hào)。公差帶代號(hào)應(yīng)按順序標(biāo)注中徑、頂徑公差帶代號(hào)。 導(dǎo)程導(dǎo)程(P(P螺距螺距) )螺距螺距改為改為。螺紋各種數(shù)據(jù)的螺紋

13、各種數(shù)據(jù)的查表查表M2025g6gS LH 例例1 1：例例2 2：梯形螺紋梯形螺紋 大徑大徑D40 導(dǎo)程導(dǎo)程14螺距螺距7線數(shù)線數(shù)2中徑、頂徑中徑、頂徑公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)長旋合長度長旋合長度 右旋右旋左旋左旋 M202LH5g6gS普通螺紋普通螺紋大徑大徑d20螺距螺距P2 (細(xì)牙細(xì)牙)短旋合長度短旋合長度頂徑公差帶代號(hào)頂徑公差帶代號(hào)左旋左旋中徑公差帶代號(hào)中徑公差帶代號(hào)例例3：例例4：Tr4014(P7)7HL梯形螺紋梯形螺紋大徑大徑D40導(dǎo)程導(dǎo)程14螺距螺距P7線數(shù)線數(shù)2中徑、頂徑中徑、頂徑公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)長旋合長度長旋合長度右旋右旋名稱名稱標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)形式與尺寸形式與尺寸材料材

14、料熱處理熱處理表面處理表面處理例例: :螺紋規(guī)格螺紋規(guī)格d=M12d=M12，公稱長度，公稱長度L=80L=80，性能等，性能等級(jí)為級(jí)為4.84.8級(jí)，不進(jìn)行表面處理，全螺紋，級(jí)，不進(jìn)行表面處理，全螺紋，C C級(jí)級(jí)的六角頭螺栓：的六角頭螺栓：a a）螺栓）螺栓 b b）螺母螺母 墊圈墊圈 GB/T GB/T 97.1-2000 897.1-2000 8c c）墊圈）墊圈 螺紋的類型螺紋的類型螺紋分為螺紋分為外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋左旋左旋右旋右旋常用右旋常用右旋效率較高，主要用于螺旋傳動(dòng)效率較高，主要用于螺旋傳動(dòng)此外，還有此外，還有 管螺紋：管螺紋： 主要用于管

15、路的聯(lián)接主要用于管路的聯(lián)接。按牙型的不同分為按牙型的不同分為普通螺紋：普通螺紋：矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋效率低，易自鎖，多用于聯(lián)接效率低，易自鎖，多用于聯(lián)接。？?d2dd1y y)(yytgtg2450yyOdd得效率最大時(shí)令2450yyOdd得效率最大時(shí)令過大的螺旋升角制造困難過大的螺旋升角制造困難,而且而且當(dāng)角度大于當(dāng)角度大于25度后效率相差不度后效率相差不大了大了.一般取不大于一般取不大于20-25度度.fNFf2cos2NQ QfQfQffNFvfcoscos222傳動(dòng)應(yīng)效率高傳動(dòng)應(yīng)效率高,希望螺旋升角大希望螺旋升角大緊固要求自鎖緊固要求自鎖,希望螺旋升角小

16、希望螺旋升角小牙型角小摩擦就小，易于傳牙型角小摩擦就小，易于傳動(dòng)，但太小則牙根強(qiáng)度不夠。、動(dòng)，但太小則牙根強(qiáng)度不夠。、牙型角大摩擦就大，易于緊固牙型角大摩擦就大，易于緊固連接，但太大擰緊費(fèi)力連接，但太大擰緊費(fèi)力 V0D0dddd9 . 02 23421OOydd1 . 10dD7 . 103010306OOv15. 0f05. 0522Otg17. 0399Otg08. 104. 112dd一基本類型一基本類型（請(qǐng)掌握各聯(lián)接的請(qǐng)掌握各聯(lián)接的特點(diǎn)特點(diǎn)及及適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合）1螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接 普通螺栓聯(lián)接（受拉螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接（受拉螺栓聯(lián)接） 鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接(受剪螺栓聯(lián)接受剪

17、螺栓聯(lián)接)2雙頭螺柱聯(lián)接（常拆場(chǎng)合）雙頭螺柱聯(lián)接（常拆場(chǎng)合）3螺釘聯(lián)接（不常拆場(chǎng)合）螺釘聯(lián)接（不常拆場(chǎng)合）4緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接螺紋緊固件連接的基本形式有：螺紋緊固件連接的基本形式有：螺栓連接螺栓連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接螺釘連接螺釘連接普通螺栓連接l l計(jì)計(jì)=t=t1 1+t+t2 2+0.15d(+0.15d(墊圈厚墊圈厚) ) +0.8d( +0.8d(螺母厚螺母厚)+0.3d)+0.3d 螺栓、墊圈、螺母按不剖畫螺栓、墊圈、螺母按不剖畫 螺栓的有效長度按下式計(jì)算螺栓的有效長度按下式計(jì)算計(jì)算后查表取標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算后查表取標(biāo)準(zhǔn)值 兩塊板的剖面線方向相反兩塊板的剖面線方向相反t t1l l

18、0.3d t t2 被連接件的孔徑被連接件的孔徑=1.1d=1.1d普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接 普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接（受拉螺栓聯(lián)接）（受拉螺栓聯(lián)接） 鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接(受剪螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接)螺紋聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的基本類型螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接基基本本類類型型螺紋余留長度螺紋余留長度l1 靜載荷靜載荷l1=(0.30.5)d;變載荷變載荷l1=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷沖擊載荷或彎曲載荷l1 d;鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓l1 0;螺紋伸出長度螺紋伸出長度a=(0.20.3

19、)d; 螺栓軸線到邊緣的距離螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(36) mmL1鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓dL1鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓 雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接不能采用螺栓的場(chǎng)合,例如:連接件之一太厚不宜采用通孔,材料又比較軟.t tbml ll l計(jì)計(jì)= t +0.15d+0.8d+0.3d bm同螺釘同螺釘, ,由被聯(lián)接件的由被聯(lián)接件的材料決定。材料決定。螺柱長度螺柱長度:設(shè)計(jì)：潘存云螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接基基本本類類型型座端擰入深度座端擰入深度H，當(dāng)螺孔材料為：，當(dāng)螺孔材料為：ae ee e雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接鋼或青銅鋼或青銅 H=d;鑄鐵鑄鐵 H=(1.251.5)d鋁合金鋁合金 H=(1.52.5)

20、d螺紋孔深度螺紋孔深度 H1=H+(22.5)P;鉆孔深度鉆孔深度 H2=H1+(0.51)d;參數(shù)參數(shù)l1 、e、a與螺栓相同與螺栓相同 l1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2d螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接多用于受力不大且不需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合t tbml l0.5d bm: 鋼鋼： bm=d鑄鐵鑄鐵: bm=1.25d或或1.5d鋁鋁: : bm=2d螺釘長度：螺釘長度：l l計(jì)計(jì)=bm+t0.2d2.5:1d0.4d0.25d 2.5:1 柱端緊定螺釘柱端緊定螺釘利利用端部小圓柱插入機(jī)用端部小圓柱插入機(jī)件上的小孔或環(huán)槽起件上的小孔或環(huán)槽起定位、固

21、定作用。定位、固定作用。 緊定螺釘分緊定螺釘分錐端錐端、柱端柱端、平端平端三種。三種。 錐端緊定螺釘錐端緊定螺釘靠靠端部錐面頂入機(jī)件上端部錐面頂入機(jī)件上的小錐坑起定位、固的小錐坑起定位、固定作用。定作用。 平端緊定螺釘平端緊定螺釘靠靠其端平面與擊機(jī)件的其端平面與擊機(jī)件的摩擦力起定位作用。摩擦力起定位作用。螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘連接螺釘連接螺釘擰入深度H: 鋼或青銅 Hd 鑄鐵 H=(1.251.5)d 鋁合金 H=(1.52.5)d雙頭螺柱連接其他螺紋連接類型緊定螺釘連接地腳螺栓連接吊環(huán)螺栓連接T型槽螺栓連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接錐端緊定螺釘平端緊定螺釘?shù)啬_螺栓連接吊環(huán)

22、螺栓連接吊環(huán)螺栓連接T型槽螺栓連接d1.1d0.9d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d1.5d(0.20.3)d0.15d0.2d75被連接件被連接件1 1的厚度的厚度 1 1 =30=30被連接件被連接件2 2的厚度的厚度 2 2 =30=30dddL2 . 08 . 015. 021螺栓長度螺栓長度L L =1 1 2 20.2d0.2d0.8d0.8d0.3d0.3d = 30+30+(0.15 = 30+30+(0.150.80.80.2)0.2)2424 = 91.2 = 91.2 將將L L圓整圓整為標(biāo)準(zhǔn)螺栓系列長為標(biāo)準(zhǔn)螺栓系列長度度100 100 螺紋部分長度螺紋

23、部分長度 = 2d = 2= 2d = 224 = 4824 = 48d1.1d0.85d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d(0.20.3)d0.15d螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件末端末端結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)頭部頭部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺母螺母六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圓螺母圓螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件1.擴(kuò)大接觸面、降低緊固力對(duì)擴(kuò)大接觸面、降低緊固力對(duì)被緊固件的應(yīng)力集中，防止損被緊固件的應(yīng)力集中，防止損壞被緊固件。壞被緊固件。2.擰緊螺母時(shí)不會(huì)劃傷被緊固擰緊螺母時(shí)不會(huì)劃傷被緊固

24、件。件。3.花墊和彈簧墊還有防止螺母花墊和彈簧墊還有防止螺母松脫的作用。松脫的作用。 墊圈墊圈平墊圈平墊圈薄平墊圈薄平墊圈A型平墊圈型平墊圈B型平墊圈型平墊圈螺紋緊固件螺紋緊固件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈作用：增加支撐面積以減作用：增加支撐面積以減小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。傷表面、防松。1精度等級(jí)：精度等級(jí)：A、B、C （精度由高（精度由高低）低）A類用于要求配合精確、防止振動(dòng)的重要場(chǎng)合類用于要求配合精確、防止振動(dòng)的重要場(chǎng)合B類用于受載大且常拆、調(diào)整或變載荷的場(chǎng)合類用于受載大且常拆、調(diào)整或變載荷的場(chǎng)合C類用于一般的螺紋聯(lián)接的場(chǎng)合

25、類用于一般的螺紋聯(lián)接的場(chǎng)合一預(yù)緊目的一預(yù)緊目的1增加聯(lián)接可靠性增加聯(lián)接可靠性2增加聯(lián)接緊密性增加聯(lián)接緊密性二擰緊力矩二擰緊力矩Tdo預(yù)緊力預(yù)緊力F0三控制方法（控制三控制方法（控制預(yù)緊力預(yù)緊力QP的大?。┑拇笮。?010) 6 . 05 . 0 () 7 . 06 . 0 (AFAFss合金鋼碳素鋼測(cè)力矩扳手測(cè)力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手測(cè)力矩扳手測(cè)力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手0D0dddF2 .0dDdDFf31)(tg2dFTTT0202030300cv2021ydd9 . 02 23421OOydd1 . 10dD7 . 103010306OOv15. 0f05. 0522Otg17.

26、0399Otg復(fù)習(xí):FF0aFRF0a)(0atgFLTFFLT2/2d)(220atgdFT2d2r12r2rdrF0)(21220rrFprdrds22122313202132rrrrfFfprdsMrrFdF2 .0dDdDFf31)(tg2dFTTT0202030300cv2021yT1為螺旋副間的摩擦力矩為螺旋副間的摩擦力矩T2為螺母與支承面間的摩擦力矩為螺母與支承面間的摩擦力矩當(dāng)當(dāng)F=200N,則則F0=1500N,很大的力和力矩很大的力和力矩.所以對(duì)于重所以對(duì)于重要螺栓不用過小的直徑要螺栓不用過小的直徑.FF750dFFdFLT02 . 015當(dāng)當(dāng)F=200N,則則F0=1500

27、N,很大的力和力矩很大的力和力矩.所以對(duì)于重所以對(duì)于重要螺栓不用過小的直徑要螺栓不用過小的直徑.測(cè)量伸長量（測(cè)量伸長量（QP=l*Cb）一防松目的一防松目的防松根本問題防松根本問題：防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)：防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)二防松方法：有三種（圖例見下頁）二防松方法：有三種（圖例見下頁）1摩擦防松摩擦防松2機(jī)械防松機(jī)械防松3鉚沖防松（破壞螺紋副）鉚沖防松（破壞螺紋副）摩擦防松摩擦防松1. 利用附加摩擦力防松利用附加摩擦力防松尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母彈簧墊圈彈簧墊圈對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母機(jī)械防松機(jī)械防松開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母圓螺母用止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈串聯(lián)鋼絲

28、串聯(lián)鋼絲止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點(diǎn)點(diǎn)沖點(diǎn)防松法沖點(diǎn)防松法一一普通螺栓普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算失效形式：失效形式：螺紋部分的塑變螺紋部分的塑變或斷裂，或斷裂， 危險(xiǎn)截面為螺紋小危險(xiǎn)截面為螺紋小徑徑d1所對(duì)應(yīng)的面積所對(duì)應(yīng)的面積A=d21/4設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證靜強(qiáng)度或疲保證靜強(qiáng)度或疲勞強(qiáng)度勞強(qiáng)度d165%20%15%(一一)松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（螺母不需要擰緊、在承受工作載荷前，螺栓不受力）螺母不需要擰緊、在承受工作載荷前，螺栓不受力）65%20%15%(二二)緊螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算緊螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（螺母需要擰緊、承受工作

29、載荷前，螺栓受預(yù)緊力）（螺母需要擰緊、承受工作載荷前，螺栓受預(yù)緊力）1僅受預(yù)緊力時(shí)緊螺栓聯(lián)接僅受預(yù)緊力時(shí)緊螺栓聯(lián)接0F0F只有橫向載荷只有橫向載荷,沒有軸向拉力沒有軸向拉力FFFF/2F/2t3 .1322ca由第四強(qiáng)度理論得到由第四強(qiáng)度理論得到64M10M普通螺紋的鋼制螺栓對(duì)05. 0ytg08. 104. 112dd17. 0Vtgt5 . 0雖然同時(shí)承受拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力，但只按拉應(yīng)力計(jì)算，雖然同時(shí)承受拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力，但只按拉應(yīng)力計(jì)算，增加百分之三十拉應(yīng)力做為對(duì)剪切應(yīng)力的影響的考慮。增加百分之三十拉應(yīng)力做為對(duì)剪切應(yīng)力的影響的考慮。fFF 0 0121043 . 143 . 13 . 1F

30、ddFcaFFF00F0FFfFF 0F設(shè)計(jì)式校核式強(qiáng)度條件3.1443.101210FddFca 1.3的含義的含義危險(xiǎn)截面在小徑危險(xiǎn)截面在小徑d1處處計(jì)算求得計(jì)算求得d1后應(yīng)查后應(yīng)查標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)d1 ,然后確定然后確定大徑大徑d如何求出預(yù)緊力如何求出預(yù)緊力F0？實(shí)際中何種情況使用上述公式？實(shí)際中何種情況使用上述公式？問問注意注意pFFD2受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接2受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接A單個(gè)螺栓受力變形圖單個(gè)螺栓受力變形圖b0F1FmF松弛松弛狀態(tài)狀態(tài)受載受載變形變形預(yù)緊預(yù)緊狀態(tài)狀態(tài)松弛松弛狀態(tài)狀態(tài)受載受載變形變形預(yù)緊預(yù)

31、緊狀態(tài)狀態(tài)mb21FFFF0bmF1FF2FbmmF0力變形螺栓螺栓 F0 F1+F螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力 F0 F1被連接件被連接件 F0 F1mbmbcctgtgFFFFcccFmbbbcmc螺栓和被連接螺栓和被連接件受力與變形件受力與變形的關(guān)系即剛度的關(guān)系即剛度FcccFFFFFmbm110)(FcccFFFFmbb002式中FFF2cccccFF2ccccccccccFFF20mbbmb0mbbmbmbbmb100推薦：推薦：FFFFFF)8 .15 .1 ()0 .16 .0()6 .02 .0(111有緊密性要求時(shí)載荷不穩(wěn)定時(shí)載荷穩(wěn)定時(shí)002)2(FFcccFFmbb由聯(lián)接可靠性要求

32、求出求由受軸向變載荷（受軸向變載荷（工作拉力）工作拉力）作用的緊螺栓作用的緊螺栓聯(lián)接的計(jì)算聯(lián)接的計(jì)算之間變化螺栓總拉力則在之間變化若工作載荷在變化時(shí)當(dāng)200FFFF212max4dF最大拉應(yīng)力210min4dF最小拉應(yīng)力21mbbminmaxadF2ccc2應(yīng)力幅s)2)(K()K(2sdF2cccminamintc1caa21mbbayy或疲勞強(qiáng)度條件 為什么上述螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算僅對(duì)螺栓桿進(jìn)行？為什么上述螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算僅對(duì)螺栓桿進(jìn)行？ 當(dāng)工作載荷為變載荷時(shí)，強(qiáng)度計(jì)算如何進(jìn)行？當(dāng)工作載荷為變載荷時(shí)，強(qiáng)度計(jì)算如何進(jìn)行？受軸向變載荷（受軸向變載荷（工作拉力）工作拉力）作用的緊螺栓聯(lián)接的作用的

33、緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算：不僅要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，還要進(jìn)行疲勞強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算：不僅要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，還要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。度計(jì)算。問題問題螺母和螺栓是等強(qiáng)度的螺母和螺栓是等強(qiáng)度的,而螺栓的小徑更小而螺栓的小徑更小.所以主要討論螺栓的連接強(qiáng)度所以主要討論螺栓的連接強(qiáng)度.如圖為一受軸向工作載荷的緊螺栓連接工作時(shí)力和變形的如圖為一受軸向工作載荷的緊螺栓連接工作時(shí)力和變形的關(guān)系關(guān)系,問問:(1)螺栓剛度和被連接件的剛度大小對(duì)螺栓受力螺栓剛度和被連接件的剛度大小對(duì)螺栓受力F2有何影響有何影響?(2)若預(yù)緊力若預(yù)緊力F0=800N,工作載荷工作載荷F=1000N,Cm=4Cb求求:螺栓上螺栓上的總載荷的總載荷F2以

34、及殘余預(yù)緊力以及殘余預(yù)緊力F1F2FF1F0bmF解:(1)減小減小Cb增大增大Cm可以使總載荷可以使總載荷F2下降下降(2)FcccFFFFFmbm110)(100010004800002bbbmbbcccFcccFFFF010005480054440001FFFcccFFcccFFbbbmbmF2FF1F0bmF想一想會(huì)出現(xiàn)想一想會(huì)出現(xiàn)什么情況什么情況?間隙間隙 某氣缸缸體與缸蓋間用某氣缸缸體與缸蓋間用10個(gè)個(gè)M20（d1=17. 294mm）的）的普通螺栓聯(lián)接。缸體內(nèi)徑普通螺栓聯(lián)接。缸體內(nèi)徑D250mm，缸內(nèi)工作壓力，缸內(nèi)工作壓力p為為01MPa之間變化，螺栓的屈服極限之間變化，螺栓的屈

35、服極限S S=340 MPa,=340 MPa,安全系安全系數(shù)取數(shù)取S=2S=2。1）若結(jié)合面上的殘余預(yù)緊力）若結(jié)合面上的殘余預(yù)緊力F1為工作載荷的為工作載荷的1.5倍，試校倍，試校核該螺栓的靜強(qiáng)度。核該螺栓的靜強(qiáng)度。2）仍按上述條件，計(jì)算汽缸工作時(shí)螺栓危險(xiǎn)剖面上的最）仍按上述條件，計(jì)算汽缸工作時(shí)螺栓危險(xiǎn)剖面上的最大拉應(yīng)力，最小拉應(yīng)力，平均應(yīng)力和應(yīng)力幅大拉應(yīng)力，最小拉應(yīng)力，平均應(yīng)力和應(yīng)力幅.（已知螺栓的（已知螺栓的相對(duì)剛度相對(duì)剛度0.5 ） 0.5bbmCCCNPZDF7 .490842NFF75.122715 . 11 MPaSs17023400.5bbmCCCNPZDF7 .490842F

36、F5 . 11 MPaSs1702340校核該螺栓的靜強(qiáng)度校核該螺栓的靜強(qiáng)度螺栓總拉力螺栓總拉力:NFFFFF75.122715 . 112應(yīng)力應(yīng)力(計(jì)入切應(yīng)力計(jì)入切應(yīng)力): MpaDFca9 .6743 .122安全安全NFFFFF75.122715 . 112NFFFFcccFFFFmbb4 .981725 . 05 . 22200.5bbmCCCNPZDF7 .490842FF5 . 11螺栓應(yīng)力在螺栓應(yīng)力在F2與與F0之之間波動(dòng)間波動(dòng)MPadF24.524212maxMPadF79.414210minMPadF24.524212maxMPadF79.414210minMPam472mi

37、nmaxMPaa3 . 52minmax一降低應(yīng)力幅一降低應(yīng)力幅21mbbadF2ccc1降低降低cb降低降低降低降低降低amaxbbQc2增大增大cm降低降低降低增大增大amaxmmQc方法方法： 增加螺栓長度增加螺栓長度 腰狀桿螺栓或空心螺栓腰狀桿螺栓或空心螺栓 螺母下裝彈性元件螺母下裝彈性元件方法方法：采用剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)：采用剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)3同時(shí)降低同時(shí)降低cb，增大，增大cm和和Qp1降低降低cb(減小減小 )F0bb02FFFF1FF2F2b螺栓總拉力的變動(dòng)范圍螺栓總拉力的變動(dòng)范圍(應(yīng)力幅應(yīng)力幅)下降下降F0FF2F0FF2mm2增大增大cm( )m也可使應(yīng)力

38、幅下降也可使應(yīng)力幅下降3同時(shí)降低同時(shí)降低cb，增大，增大cm和和F0bmF00F二改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象二改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象1改善螺母結(jié)構(gòu)：改善螺母結(jié)構(gòu)：懸置螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母懸置螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母2采用鋼絲螺套采用鋼絲螺套3合理選配材料合理選配材料二改善螺紋牙上二改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象載荷分布不均現(xiàn)象三減小應(yīng)力集中的影響三減小應(yīng)力集中的影響四采用合理的制造工藝方法四采用合理的制造工藝方法1采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的方法。采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的方法。2采用強(qiáng)化處理的方法（氮化、氰化、噴丸）采用強(qiáng)化處理的方法（氮化、氰化、噴丸）1采用大圓角和卸載結(jié)構(gòu)。采

39、用大圓角和卸載結(jié)構(gòu)。2在設(shè)計(jì)、制造及裝配上避免產(chǎn)生附加在設(shè)計(jì)、制造及裝配上避免產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力圓角和卸栽結(jié)構(gòu)圓角和卸栽結(jié)構(gòu) 鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算A失效形式失效形式： 1螺栓桿剪斷螺栓桿剪斷 2螺栓桿與被聯(lián)接件孔壁的壓潰螺栓桿與被聯(lián)接件孔壁的壓潰0dminLsFsF1剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件螺桿的螺桿的tt20d4F2擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件聯(lián)接的聯(lián)接的 pmin0pLdFB強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件 用擠壓應(yīng)力螺栓桿或孔壁材料的許一般最小高度螺栓桿或孔壁擠壓面的螺栓桿的許用剪應(yīng)力光桿直徑p0minmin0100d25.1LLdddddt式中：式中：如何正確理解聯(lián)接

40、的擠壓強(qiáng)度公式？如何正確理解聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度公式？問問注意：注意：取取Lmin及及 p小者代入計(jì)算小者代入計(jì)算投影面積投影面積A=d0*Lmin 性能等級(jí)及許用應(yīng)力性能等級(jí)及許用應(yīng)力聯(lián)接件材料聯(lián)接件材料常用常用 Q235 103545沖擊振動(dòng)時(shí)沖擊振動(dòng)時(shí)15Cr40Cr30CrMnTi性能等級(jí)性能等級(jí)螺栓螺栓minminmin10100BsB點(diǎn)后數(shù)字點(diǎn)前數(shù)字例如例如： 4.6抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度極限400MPa,屈服極限與抗拉強(qiáng)度極限之比屈服極限與抗拉強(qiáng)度極限之比為為0.6,可知屈服極限為可知屈服極限為:MPa2404006 . 0pBspssssstt或許用應(yīng)力許用應(yīng)力有有 、 t 、 p三種

41、一般而言螺栓與螺母的性能要相配一般而言螺栓與螺母的性能要相配一螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1宜對(duì)稱宜對(duì)稱2受力合理受力合理3有合理的間距、邊距有合理的間距、邊距4盡量取偶數(shù)，且規(guī)格相同盡量取偶數(shù)，且規(guī)格相同5避免偏心避免偏心足夠的扳手空間足夠的扳手空間避免偏心避免偏心球面墊圈球面墊圈斜面處理斜面處理二螺栓組聯(lián)接的受力分析二螺栓組聯(lián)接的受力分析目的目的：找到受力最大的螺栓及其所受的力：找到受力最大的螺栓及其所受的力假設(shè)假設(shè)：各螺栓規(guī)格相同各螺栓規(guī)格相同各螺栓預(yù)緊力相同各螺栓預(yù)緊力相同螺栓組中心與接合面形心重合螺栓組中心與接合面形心重合各螺栓在彈性限度內(nèi)工作各螺栓在彈性限度內(nèi)工作1受

42、橫向載荷時(shí)：分兩種情況受橫向載荷時(shí)：分兩種情況A采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)（結(jié)合面不滑移）（結(jié)合面不滑移）FFFFa)ziFKFFKziFss由不滑移條件得通過由預(yù)緊力所產(chǎn)生的結(jié)合面上的摩擦力通過由預(yù)緊力所產(chǎn)生的結(jié)合面上的摩擦力來平衡橫向外載荷來平衡橫向外載荷F，接合面數(shù)螺栓數(shù)目防滑系數(shù)磨擦力izKKFss3.11.1式中式中設(shè)每個(gè)螺栓預(yù)緊力都是F0fziFKfFFziFKfFss00B采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接（結(jié)合面不滑移）（結(jié)合面不滑移）b)通過剪切力通過剪切力F來平衡外載荷來平衡外載荷F，因此每個(gè)螺因此每個(gè)螺栓中受力相等，皆為栓中受力相等，皆為F。6zzFF問題

43、：?jiǎn)栴}： 受橫向載荷時(shí)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？受橫向載荷時(shí)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？1采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按僅受預(yù)緊力僅受預(yù)緊力時(shí)的緊螺栓時(shí)的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。2采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)按鉸制孔用螺栓聯(lián)接的采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)按鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。方法計(jì)算。2受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)：分兩種情況受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)：分兩種情況A采用普通螺栓聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）OT1r2r0fF0fF對(duì)稱中心的距離個(gè)螺栓中心到螺栓組第式中單個(gè)螺栓摩擦力應(yīng)為：由不轉(zhuǎn)動(dòng)條件irrTKfFFTKrfFrfFrfFiziissz

44、1002010通過由預(yù)緊力通過由預(yù)緊力F0所產(chǎn)生的結(jié)合面上的所產(chǎn)生的結(jié)合面上的摩擦力矩摩擦力矩來來平衡外載荷平衡外載荷T，因此每個(gè)螺栓中受力相等，皆為因此每個(gè)螺栓中受力相等，皆為F0ri越大，所需越大，所需F0就越小，所以應(yīng)遠(yuǎn)距離分布。就越小，所以應(yīng)遠(yuǎn)距離分布。討論討論問題：?jiǎn)栴}： 受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何 進(jìn)行計(jì)算？進(jìn)行計(jì)算？采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按采用普通螺栓聯(lián)接時(shí)按僅受預(yù)緊力僅受預(yù)緊力時(shí)時(shí)的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算B采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）OTirmaxriFmaxFTr

45、FrFrFzz2211由力矩平衡通過剪切力通過剪切力F所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的力矩力矩來平衡外載荷來平衡外載荷T，由于此時(shí)由于螺栓的位置不同，因此每由于此時(shí)由于螺栓的位置不同，因此每個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的螺栓所受到的力螺栓所受到的力Fmax變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件：每個(gè)螺栓受到的剪切力與其到中心點(diǎn)的距每個(gè)螺栓受到的剪切力與其到中心點(diǎn)的距離成正比。離成正比。z1i2imaxmaxrTrF得到maxmaxii2211rFrFrFrF由力與變形關(guān)系由變形協(xié)調(diào)條件可知：由變形協(xié)調(diào)條件可知：所以遠(yuǎn)距離分布就越小則越大討論,F,r:maxz1i2i問題：?jiǎn)栴}：

46、 受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)受旋轉(zhuǎn)力矩時(shí)鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？算？采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)首先首先找受力最找受力最大的螺栓所受到的力大的螺栓所受到的力Fmax，然后然后按鉸制孔用按鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算方法計(jì)算FGF”FTr單個(gè)螺栓所受最大橫向力單個(gè)螺栓所受最大橫向力ziFKFsziisrTKF1fFFG0螺栓很多,應(yīng)取按照余弦定理合成所得最大的摩擦力即maxFFFG普通螺栓組同時(shí)受普通螺栓組同時(shí)受外力和外力矩作用外力和外力矩作用時(shí)預(yù)緊力的計(jì)算時(shí)預(yù)緊力的計(jì)算設(shè)計(jì)式校核式強(qiáng)度條件3.1443.101210FddFc

47、a轉(zhuǎn)距產(chǎn)生的切向力轉(zhuǎn)距產(chǎn)生的切向力F”FTr單個(gè)螺栓所受最大橫向力ziirTrF12maxmaxZFF tt204dFG pGpLdFmin0鉸制孔用螺鉸制孔用螺栓連接栓連接FG3受軸向載荷時(shí)受軸向載荷時(shí)普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接zFFz根據(jù)假設(shè)可知，每個(gè)螺栓所承擔(dān)的工作拉力根據(jù)假設(shè)可知，每個(gè)螺栓所承擔(dān)的工作拉力皆相等為皆相等為F，即：，即：?jiǎn)栴}：?jiǎn)栴}：受軸向載荷時(shí)受軸向載荷時(shí)普通普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？進(jìn)行計(jì)算？求出工作拉力求出工作拉力F后按后按受預(yù)緊力和工作受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接拉力的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算的強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算。方法計(jì)算。4受傾覆力矩時(shí)受傾覆力矩

48、時(shí)普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接)(81FF)(72FF)(63FF)(54FF)(63LL)(81LL)(72LL)(54LLO12345678)(54LL)(81LL)(72LL)(63LL)(81FF)(72FF)(63FF)(54FF)(63LL)(81LL)(72LL)(54LLO12345678)(54LL)(81LL)(72LL)(63LLmaxmaxii2211LFLFLFLF由力與變形關(guān)系MLFLFLFzz2211由力矩平衡MMLFLFLFzz2211由力矩平衡通過左右兩側(cè)螺栓與地基間所產(chǎn)生的力通過左右兩側(cè)螺栓與地基間所產(chǎn)生的力F形成的力形成的力偶來平衡外載荷偶來平衡外載荷M，由于

49、此時(shí)由于螺栓的位置不同，由于此時(shí)由于螺栓的位置不同，因此每個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的因此每個(gè)螺栓的受力不相等，關(guān)鍵是找受力最大的螺栓所受到的力螺栓所受到的力Fmax變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件：每個(gè)螺栓受到的工作拉力：每個(gè)螺栓受到的工作拉力與其到中心點(diǎn)的距離成正比。與其到中心點(diǎn)的距離成正比。A 軸向工作載荷軸向工作載荷Fz1i2imaxmaxLMLF得到式中式中Li各螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心的垂直距離各螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心的垂直距離 （ Li與與ri 含義不同）含義不同）maxmaxii2211LFLFLFLF由力與變形關(guān)系由變形協(xié)調(diào)條件可知：由變形協(xié)調(diào)條件可知：所以遠(yuǎn)距離分布就越

50、小則越大討論,:max12FLzii單個(gè)螺栓工作拉力單個(gè)螺栓工作拉力FcccFFFFmbb002設(shè)計(jì)式校核式強(qiáng)度條件3 .1443 .121212FddFcaB.傾覆力矩時(shí)傾覆力矩時(shí)普通螺栓普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？聯(lián)接的強(qiáng)度如何進(jìn)行計(jì)算？首先首先找受找受力最大的螺栓力最大的螺栓所受到的力所受到的力Fmax然后按然后按受受預(yù)緊力和工作預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓拉力的緊螺栓聯(lián)接聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)的強(qiáng)度計(jì)算算方法計(jì)算。方法計(jì)算。ZFFF軸向maxC承受傾覆力矩條件下接合面可靠工作條件承受傾覆力矩條件下接合面可靠工作條件先算出傾覆力矩和軸向工作拉力產(chǎn)生的合力先算出傾覆力矩和軸向工作拉力產(chǎn)生的合力F軸向

51、軸向受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力滑移方向外力軸向FKFCCCZFfsbmm)(0不滑移不滑移用防滑移條件用防滑移條件算預(yù)緊力算預(yù)緊力FO受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)受傾覆力矩作用的零件與底板不滑移的條件是殘余預(yù)緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于滑移方向總外力滑移方向外力軸向FKFCCCZFfsbmm)(0不滑移不滑移)(10maxPbmmPWMFCCCZFAWMFCCCZFAbmmP軸向無間歇無間歇F1殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力

52、單個(gè)螺栓受軸向拉力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓受軸向拉力：ZFFa軸向412maxmaxiiLMLFmaxFFFa彎矩產(chǎn)生最大軸向力彎矩產(chǎn)生最大軸向力工作載荷工作載荷FcccFFmbb02 213 . 14Fd Ss在實(shí)際使用中，螺栓組所受的載荷是以上四種簡(jiǎn)在實(shí)際使用中，螺栓組所受的載荷是以上四種簡(jiǎn)單受力狀態(tài)的不同組合，但不論如何復(fù)雜，都可以將單受力狀態(tài)的不同組合，但不論如何復(fù)雜，都可以將其簡(jiǎn)化成上述簡(jiǎn)單受力狀態(tài)，從而分別計(jì)算每個(gè)螺栓其簡(jiǎn)化成上述簡(jiǎn)單受力狀態(tài)，從而分別計(jì)算每個(gè)螺栓的工作載荷，然后將其進(jìn)行向量迭加得到每個(gè)螺栓的的工作載荷，然后將其進(jìn)行向量迭加得到每個(gè)螺栓的總的工作載荷?？偟墓ぷ鬏d荷。對(duì)普通螺栓可按

53、對(duì)普通螺栓可按軸向載荷以及傾覆力矩軸向載荷以及傾覆力矩來確定螺來確定螺栓的栓的工作拉力工作拉力，按，按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定聯(lián)接所需來確定聯(lián)接所需的的預(yù)緊力預(yù)緊力，最后求出螺栓的，最后求出螺栓的總拉力總拉力Q。對(duì)鉸制孔用螺栓按對(duì)鉸制孔用螺栓按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定螺栓來確定螺栓的的工作剪力工作剪力，。說明：說明：教材例題教材例題 圖示為一固定在立柱上的鑄鐵拖架圖示為一固定在立柱上的鑄鐵拖架,總總載荷載荷F=4800N ,作用線與垂直方向夾角呈作用線與垂直方向夾角呈50O,設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)此螺栓組連接此螺栓組連接.34015022015050OF160NFFOO36775

54、0sin480050sin軸向NFFOO308550cos480050cos滑移軸向F滑移FMcmNFFM.1051071516滑移軸向340150220105107Ncm3677N3085NM23333max2107)2234(34615)(121cmhHbyWzbHh2maxHy查表得摩擦系數(shù)為16. 0f滑移方向外力軸向FKFCCCZFfsbmm)(02 . 0bmbCCC8 . 0bmmCCC則按不滑移條件確定預(yù)緊力2 . 1sK取取NF65200得)(10maxPbmmPWMFCCCZFAWMFCCCZFAbmmP軸向72.44N/cm2=0.72MPa0184.6N/cm2=1.8

55、4MPaMpaBP1252505 . 05 . 0不壓潰不壓潰無間隙無間隙單個(gè)螺栓直徑的確定單個(gè)螺栓直徑的確定單個(gè)螺栓受軸向拉力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓受軸向拉力：NZFFa91943677軸向NLMLFii1877144141051072412maxmaxNF27969191877彎矩產(chǎn)生最大軸向力彎矩產(chǎn)生最大軸向力工作載荷工作載荷NFcccFFmbb707927962 . 0652002單個(gè)螺栓直徑單個(gè)螺栓直徑 mmFd6 . 83 . 1421 MPaSs1605 . 1240這里選材料這里選材料Q235，性，性能等級(jí)能等級(jí)4.6，查表得：，查表得：5 . 1240Ss注意注意:工作拉力是即考慮外部軸

56、向拉力也考慮傾覆力矩所產(chǎn)工作拉力是即考慮外部軸向拉力也考慮傾覆力矩所產(chǎn)生的單個(gè)螺栓承受的最大工作拉力生的單個(gè)螺栓承受的最大工作拉力,用以設(shè)計(jì)計(jì)算螺栓強(qiáng)度用以設(shè)計(jì)計(jì)算螺栓強(qiáng)度的的.而計(jì)算是否滑移僅取決于軸向工作拉力所造成的殘余預(yù)而計(jì)算是否滑移僅取決于軸向工作拉力所造成的殘余預(yù)緊力緊力.FF6個(gè)普通螺栓連接個(gè)普通螺栓連接,承受承受F=1000N的載荷的載荷,取接合面摩擦系取接合面摩擦系數(shù)數(shù)f=0.15,防滑系數(shù)防滑系數(shù) K S=1.2,通過計(jì)算判斷哪個(gè)方案合理通過計(jì)算判斷哪個(gè)方案合理?50010001000FFTTNmmT51055001000200200100NiZFKFS2006110002 . 1NriTKFiiS1000100611052 . 1561max右側(cè)最大為兩者相加右側(cè)最大為兩者相加Fmax=1200NNF200 NriTKFiiS1096)5028 .1114(11052 . 1561max按照余弦定理合按照余弦定理合成矢量得成矢量得:NF43.1278