機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第5章-螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和放松--p課件

1、10-5 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和放松一、預(yù)緊 預(yù)緊目的：增加聯(lián)接的剛性、緊密性及放松能力。1PPT課件擰緊過(guò)程：螺栓受拉，伸長(zhǎng)。預(yù)預(yù) 緊緊F0F0F0F0在螺紋連接過(guò)程中，預(yù)緊力大小要適當(dāng)。 如氣缸蓋螺紋連接， F0小缸蓋與缸體間出現(xiàn)間隙漏氣；F0過(guò)大螺栓拉斷1、預(yù)緊力預(yù)緊力 F021114AdS一般：碳鋼： 螺栓最小剖面積mm2 屈服極限 MPa 合金鋼：01(0.6 0.7)SFA01(0.5 0.6)SFA2PPT課件2、擰緊力矩 F0如何加上去的，通過(guò)扳手給螺母加一個(gè)力矩產(chǎn)生的，這個(gè)力矩叫做擰緊力矩12TF LTT102tg() 2vTFd0204wcddTf FT1螺旋副摩擦力矩T2端面摩

2、擦力矩00.2TF d對(duì)于M10M68粗牙螺紋，則可簡(jiǎn)化為 由上式可得出預(yù)緊力與外加力矩的關(guān)系d:螺紋公稱直徑3PPT課件擰緊力矩可通過(guò)控制擰緊力矩T的大小，來(lái)控制預(yù)緊力通常扳手長(zhǎng)過(guò)小螺栓易損壞，一般M515Ld0150.2F LFdF d075FF4PPT課件3. 控制預(yù)緊力的措施 通常，聯(lián)接不重要，用扳手長(zhǎng)短可控制，關(guān)鍵部件，如航空、航天、壓力容器等必須要求可靠性，必須控制預(yù)緊力。2007年8月20日中國(guó)臺(tái)灣華航公司的一架737-800客機(jī)在沖繩機(jī)場(chǎng)降落后起火。 事故原因：螺栓松脫，刺穿油箱5PPT課件2005年1月美獵鷹美獵鷹1火箭火箭發(fā)射一分鐘后消失 軍事衛(wèi)星下落不明 事故原因螺母脫落

3、6PPT課件3、 控制預(yù)緊力的措施：一般通過(guò)控制擰緊力矩來(lái)控制預(yù)緊力測(cè)力距扳手 定力矩扳手7PPT課件最準(zhǔn)確方法，測(cè)量預(yù)緊前后的螺栓變形量精確，直觀可直接測(cè)出螺栓預(yù)緊力的值8PPT課件思考： 除了外加擰緊力矩，還有沒(méi)有其他方法控制預(yù)力？ 用液壓拉伸器先 將螺栓拉長(zhǎng)，擰螺母，再放松螺螺栓輪船燃?xì)廨啓C(jī)上螺栓，太大，無(wú)法用扳手（拿不動(dòng)），怎樣擰緊（加預(yù)緊力）由于擰緊過(guò)程中螺栓被拉長(zhǎng)先 將螺栓拉長(zhǎng)液壓拉伸預(yù)緊技術(shù)F0F0F0F09PPT課件二、螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接，通常滿足自鎖條件v 但是在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下，預(yù)緊力和摩擦力可能瞬間消失，多次重復(fù)后就可能使聯(lián)接松脫。因此，必須進(jìn)行防松，否則會(huì)影

4、響正常工作，造成事故。10PPT課件永久防松端鉚沖點(diǎn)（破壞螺紋）點(diǎn)焊11PPT課件液壓防松螺母12PPT課件10-6 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接常常用螺栓組受力分析找出受力最大的螺栓理論計(jì)算（螺栓組應(yīng)大小相同，美觀且便于安裝）強(qiáng)度計(jì)算：用多大螺栓，強(qiáng)度夠不夠強(qiáng)度計(jì)算：用多大螺栓，強(qiáng)度夠不夠 受拉螺栓的失效形式主要是：螺紋部分的塑性變形。螺桿的疲勞斷裂。65%20%15%13PPT課件一、松螺栓聯(lián)接工作前不擰緊，無(wú)F0，（如吊鉤螺栓）只有工作載荷F起拉伸作用，主要失效形式拉斷。強(qiáng)度條件為：21 4Fd MPa 設(shè)計(jì)問(wèn)題：14 Fd 式中：d1螺桿危險(xiǎn)截面直徑（mm） 許用拉應(yīng)力 N/mm2 (M

5、Pa) （mm） 定公稱直徑d14PPT課件二、緊螺栓聯(lián)接 工作前有預(yù)緊力F0 (僅研究普通螺栓連接形式) F0F0F0F0 工作前擰緊，在擰緊力矩T作用下，螺栓僅承受預(yù)緊力 021/4Fd對(duì)于給出預(yù)緊力F0 多大螺栓合適？進(jìn)而求出d1可否ca預(yù)緊力F0產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 螺紋摩擦力矩T1產(chǎn)生剪應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)15PPT課件02114Fd2200132111021tan()22tan()1164410 680.50.54vvTddFFTdWddFMMd 當(dāng)拉應(yīng)力剪應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論：2231.3ca16PPT課件0211.3 4caFd 014 1.3Fd 強(qiáng)度條件為：式中：F0預(yù)緊力（N） 1.3

6、考慮螺紋力矩對(duì)螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的影響 設(shè)計(jì)公式：那么F0=?17PPT課件2受橫向工作載荷時(shí)特點(diǎn)：桿孔間有間隙，靠擰緊后正壓力由（F0）產(chǎn)生摩擦力來(lái)傳遞外載荷，保證聯(lián)接可靠（不產(chǎn)生相對(duì)滑移）的條件為： FFFFb)a)FFFF0m f FCF0aC FFFm f所須的預(yù)緊力為F0f 摩擦系數(shù)m接合面數(shù)C可靠性系數(shù)帶入上節(jié)強(qiáng)度（設(shè)計(jì)）公式可校核（求d1）螺栓所需的軸向力（即預(yù)緊力）應(yīng)為18PPT課件當(dāng)00.151.218fCmFF即，預(yù)緊力為橫向工作載荷的8倍，所以螺栓聯(lián)接靠摩擦力來(lái)承擔(dān)橫向載荷時(shí)，其尺寸較大。 19PPT課件3、受軸向工作載荷時(shí)FP工作特點(diǎn)：工作前擰緊，有F0；工作后加上工作載荷F, 工作前、工作中載荷變化。解決問(wèn)題：a) 保證安全可靠的工作，F(xiàn)0=？ b) 工作時(shí)螺栓總載荷，F(xiàn)E=？ FDDp20PPT課件21PPT課件22PPT課件1.51.8REFF0.20.6REFF0.61.0REFF1.有密封性要求聯(lián)接2.一般聯(lián)接工作載荷穩(wěn)定3.一般聯(lián)接工作載荷變化aREFFF00baEbmCFFFFFCCbbmCCC01mREbmbREbmCFFCFFCCFCC總拉力相對(duì)剛度聯(lián)立上兩式得（F0與FR的關(guān)系）23PPT課件 212N/m.34m1aFd 14 1.3mmaFd 設(shè)計(jì)公式 強(qiáng)度條件 注意：用F 而不是F0