常用螺紋參數(shù)（課堂PPT）

1、3.0 導(dǎo)言3.1 常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應(yīng)用3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 3.4 螺栓的強(qiáng)度計算 3.5 螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第3章 螺紋聯(lián)接3.0導(dǎo)言 由于使用、制造、裝配、維修及運輸?shù)仍?，機(jī)器中的很多零件需要彼此聯(lián)接。 按被聯(lián)接零件之間在工作時是否有相對運動，聯(lián)接可分為動聯(lián)接和靜聯(lián)接兩大類。 導(dǎo)向平鍵和導(dǎo)向花鍵、鉸鏈等都是動聯(lián)接。 箱蓋與箱座之間所用的螺栓聯(lián)接、銷聯(lián)接等則屬于靜聯(lián)接，本篇主要討論靜聯(lián)接。 在機(jī)械設(shè)計中，通常所謂的聯(lián)接主要指靜聯(lián)接。 靜聯(lián)接又可分為可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接兩大類，即 3.1.1.螺紋的主要參數(shù)大經(jīng)d 小徑d1中經(jīng)d2

2、螺距P 導(dǎo)程S 升角l牙型角a、牙型斜角b3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應(yīng)用3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應(yīng)用左旋螺紋和右旋螺紋單線螺紋和多線螺紋 螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯(lián)接和傳動。螺紋的牙型3.1.2、 螺紋的類型、特點和應(yīng)用三角形矩形梯形鋸齒形主要用于聯(lián)接多用于傳動。普通螺紋3.1.3 常用螺紋的特點及應(yīng)用管螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋3.1常用螺紋的主要參數(shù)、類型特點和應(yīng)用1.螺栓聯(lián)接3.2.1螺栓聯(lián)接的主要類型3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 2.雙頭螺柱聯(lián)接3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.螺釘聯(lián)接3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 4.

3、緊定螺釘聯(lián)接3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.2.2螺紋緊固件 1.螺栓、螺柱、螺釘聯(lián)接件3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 2.緊定螺釘、螺母3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.墊圈3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.2 螺紋聯(lián)接的類型和螺紋緊固件 3.2.3螺紋緊固件的材料及等級螺紋緊固件的材料及等級 螺紋緊固件有兩類等級: 1)產(chǎn)品等級 2)機(jī)械性能等級。 1.產(chǎn)品等級 產(chǎn)品的加工精度等級。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，螺紋緊固件分為三個精度等級，其代號為A、B、C。A級精度最高，用于要求配合精確，防止振動等重要零件的聯(lián)接；B級精度多用于受載較大且經(jīng)常裝拆或受變載荷的聯(lián)接；C級精度多用于一

4、般的螺紋聯(lián)接。 2. 機(jī)械性能等級和材料 螺紋緊固件的常用材料為Q215、Q235、10、35和45號鋼，對于重要的螺紋緊固件，可采用15Cr、40Cr等。 對于特殊用途（如防銹蝕、防磁、導(dǎo)電或耐高溫等）的螺紋緊固件，可采用特種鋼或銅合金、鋁合金等。彈簧墊圈用65Mn制造，并經(jīng)熱處理和表面處理。3.3.1 螺栓聯(lián)接的預(yù)緊T=T1+T2=KF0d擰緊時扳手力矩為T可由測力矩扳手測定!式中K為擰緊力矩系數(shù),可查表3.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松擰緊目的擰緊目的 1.提高聯(lián)接的緊密性提高聯(lián)接的緊密性 2.防止聯(lián)接松動防止聯(lián)接松動 3.提高聯(lián)接件強(qiáng)度提高聯(lián)接件強(qiáng)度擰緊工具擰緊工具測力矩扳手3.3.2 螺栓

5、聯(lián)接的防松 常用的防松方法:摩擦防松機(jī)械防松:其他防松彈簧墊圈對頂螺母尼龍圈鎖緊螺母開口銷帶翅墊片止動墊片3.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 摩擦力防松：防松不可靠摩擦力防松：防松不可靠 防松原理防松原理 直接鎖?。悍浪煽煽恐苯渔i住：防松可靠 破壞螺紋副關(guān)系：不可拆卸破壞螺紋副關(guān)系：不可拆卸彈簧墊圈對頂螺母尼龍圈鎖緊螺母開口銷帶翅墊片止動墊片焊點法沖點法串聯(lián)鋼絲3.4 螺栓的強(qiáng)度計算 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算是螺紋聯(lián)接設(shè)計的基礎(chǔ)。 根據(jù)聯(lián)接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。 設(shè)計準(zhǔn)則：針對具體的失效形式，通過對螺栓的相應(yīng)部位進(jìn)行相應(yīng)強(qiáng)度條件的設(shè)計計算（或強(qiáng)度校核

6、）。 螺栓聯(lián)接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大經(jīng)）d等。3.4.1 普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算1.松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件：設(shè)計公式：式中為松聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力（MPa）,查表d1計算出后,再按標(biāo)準(zhǔn)查選螺紋的公稱直徑。3.4 螺栓的強(qiáng)度計算2.緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接有預(yù)緊力F，按所受工作載荷的方向分為兩種情況： (1) 受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接在橫向工作載荷的作用下，被聯(lián)接件的接合面間有相對滑移趨勢，為防止滑移，由預(yù)緊力F所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于等等于橫向工作載荷，即 sFfmF3.4 螺栓的強(qiáng)度計算引入可靠性系數(shù)c，整理得 式中 螺栓所受軸向預(yù)

7、緊力，N； c 可靠性數(shù)，取c=1.11.3； 螺栓聯(lián)接所受橫向工作載荷，N； f 接合面間的摩擦系數(shù)，對于干燥的鋼鐵件表面，取f=0.10.16； m接合面的數(shù)目。 FsF 當(dāng)擰緊螺栓聯(lián)接時，螺栓的危險截面上受由預(yù)緊力F引起的拉應(yīng)力和由螺紋副中摩擦力矩引起的扭切應(yīng)力的復(fù)合作用。因螺栓材料是塑性的，復(fù)合應(yīng)力可按第四強(qiáng)度理論計算，故螺栓的強(qiáng)度條件為對于M10M68的普通螺紋， ，因此 由此可見，扭切應(yīng)力對強(qiáng)度的影響在數(shù)學(xué)式上表現(xiàn)為將軸向拉應(yīng)力增大30%，即fmCFFS 223 vT 2231.3vT 0.5T 211.3 4vFd3.4 螺栓的強(qiáng)度計算sFfmF設(shè)計公式為 (2) 受軸向工作載荷

8、的緊螺栓聯(lián)接 這種緊螺栓聯(lián)接常見于對緊密性要求較高的壓力容器中，如氣缸、油缸中的法蘭聯(lián)接 。 設(shè)壓力容器內(nèi)的流體壓力為,螺栓數(shù)目為z，則缸體周圍每個螺栓承受的軸向工作載荷為F= )4/(2zDP上圖所示的壓力容器的螺栓連接是受預(yù)緊力和軸向工作載荷的典型實例。 15.2 Fd 3.4 螺栓的強(qiáng)度計算 QFFF=+工作載荷作用前工作載荷作用時在工作載荷作用前，螺栓只受預(yù)緊力，接合面受壓力；工作時，在軸向工作載荷F作用下，接合面有分離趨勢，該處壓力由減為，稱為殘余預(yù)緊力，同時也作用于螺栓，因此，螺栓所受總拉力應(yīng)為軸向工作載荷F與殘余預(yù)緊力之和，即 3.4 螺栓的強(qiáng)度計算 受力特點：螺栓受載前后不需預(yù)

9、緊，橫向載荷靠螺栓桿與螺栓孔壁之間的相互擠壓傳遞。擠壓強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件為保證聯(lián)接的緊固性與緊密性，殘余預(yù)緊力F應(yīng)大于零（推薦值）。 螺栓的強(qiáng)度校核與設(shè)計計算式分別為 和 3.4.2 受剪螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算 211.3 4vFd 15.2 QFd 2 4ssFd minsppsFd h3.4 螺栓的強(qiáng)度計算3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計要設(shè)計成軸對稱的幾何形狀。3.5.1 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓的布置應(yīng)使螺栓的受力合理3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓的布置應(yīng)有合理的間距、邊距3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計同一組螺栓聯(lián)接中各螺栓的直徑和材料均應(yīng)相同3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計避免螺栓承受偏心載荷3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.2提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，提高螺栓強(qiáng)度有以下幾種措施：改善螺紋牙間的載荷分配內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母懸置螺母3.5 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計減小螺栓的應(yīng)力變化幅度 受變載荷作用的螺栓，其應(yīng)力也在一定的幅度內(nèi)變動，減小螺栓剛度或增大