第5章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(wxd)

1、武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1第第5章章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋聯(lián)接和螺旋傳動主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1。螺紋聯(lián)接的基本知識（類型、結(jié)構(gòu)、標(biāo)。螺紋聯(lián)接的基本知識（類型、結(jié)構(gòu)、標(biāo) 準(zhǔn)、應(yīng)用場合及有關(guān)的防松方法）準(zhǔn)、應(yīng)用場合及有關(guān)的防松方法）2。螺栓聯(lián)接設(shè)計及強度計算。螺栓聯(lián)接設(shè)計及強度計算3。螺旋傳動性能及設(shè)計計算方法。螺旋傳動性能及設(shè)計計算方法(了解了解)重點及難點：重點及難點：1。螺栓組的受力分析。螺栓組的受力分析2。螺栓聯(lián)接的強度計算。螺栓聯(lián)接的強度計算武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2潘存云教授研制潘存云教授研制一、螺紋的形成一、螺紋的形成5 51 螺螺 紋紋d2螺旋線螺旋線

2、-一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動的軌跡。等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動的軌跡。螺紋螺紋-一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋螺紋武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3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

3、鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 4潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制螺紋的牙型螺紋的牙型潘存云教授研制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潘存云教授研制潘存云教授研制武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 5潘存云教授研制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

4、旋螺紋潘存云教授研制左旋螺紋左旋螺紋武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 6潘存云教授研制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 一般一般: n 4雙線螺紋雙線螺紋單線螺紋單線螺紋PSS = 2PPSPS =Pn線螺紋線螺紋: S = n P潘存云教授研制潘存云教授研制武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存

5、云教授 7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)螺紋螺紋副螺紋副武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 8潘存云教授研制潘存云教授研制外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 9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

6、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)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋傳動螺紋傳動螺紋螺旋傳動螺旋傳動武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 10聯(lián)接螺紋聯(lián)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武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 11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

7、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)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)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武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 12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武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 13潘存云教授研制(3)中徑中徑d2 (D2) 也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等

8、。d1d2d(1)大徑大徑d(D)與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2) 小徑小徑 d1 (D1) 與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(4) 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(5) 導(dǎo)程導(dǎo)程S(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 (7)牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。tg=d2 nP 牙側(cè)角（牙型斜角牙側(cè)角（牙型斜角 ） d2SS = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距P二、螺紋的主要幾何參數(shù)二、螺紋的主要幾何參數(shù)

9、SP (8)接觸高度接觸高度 h 內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。h武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 14 普通螺紋普通螺紋（牙型為等邊三角形，牙型角牙型為等邊三角形，牙型角=60）以大徑）以大徑d為為公稱直徑公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為的稱為粗牙螺紋粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為，其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋。60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；受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的聯(lián)接；受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受

10、變載荷的聯(lián)接；用于一般聯(lián)接，最常用。用于一般聯(lián)接，最常用。粗牙螺紋應(yīng)用最廣粗牙螺紋應(yīng)用最廣細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、自鎖性好、強度高升角小、小徑大、自鎖性好、強度高缺點：缺點：不耐磨易滑扣。不耐磨易滑扣。應(yīng)用：應(yīng)用：薄壁零件、受動載荷的聯(lián)接和微調(diào)機構(gòu)。薄壁零件、受動載荷的聯(lián)接和微調(diào)機構(gòu)。Pd粗牙粗牙dP細(xì)牙細(xì)牙dP細(xì)牙細(xì)牙武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 15潘存云教授研制潘存云教授研制梯形梯形螺紋：螺紋：梯梯 形形鋸齒形鋸齒形30330為了減少摩擦和提高效率，這兩種螺紋的牙側(cè)角比三角形螺紋的要小得多。用于剖分螺母時，梯形螺紋可消除因摩擦而產(chǎn)生的間隙，應(yīng)用較廣。鋸齒形

11、螺紋的效率比矩形螺紋高，但只適合單向傳動。鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋:常用于傳動。常用于傳動。= 15= 3 粗牙普通螺紋、細(xì)牙普通螺紋和梯形螺紋的基本粗牙普通螺紋、細(xì)牙普通螺紋和梯形螺紋的基本尺寸見后續(xù)各表（或查閱相關(guān)機械設(shè)計手冊尺寸見后續(xù)各表（或查閱相關(guān)機械設(shè)計手冊 P88）。）。螺紋的基本尺寸：螺紋的基本尺寸：武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 16潘存云教授研制直徑與螺距、粗牙普通螺紋基本尺寸直徑與螺距、粗牙普通螺紋基本尺寸 mmmm3 0.5 2.675 2.459 3 0.5 2.675 2.459 公稱直徑（大徑）公稱直徑（大徑） 粗粗 牙牙 細(xì)細(xì) 牙牙 D d D d 螺距螺距P

12、P 中徑中徑 D D2 2 d d2 2 小徑小徑 D D1 1 d d1 1 螺距螺距P P 4 0.7 3.545 3.242 4 0.7 3.545 3.242 5 0.8 3.545 4.1345 0.8 3.545 4.1340.350.350.50.56 1 5.350 4.918 6 1 5.350 4.918 8 1.25 7.188 6.647 8 1.25 7.188 6.647 10 1.5 9.026 8.376 1.25, 1 0.75 10 1.5 9.026 8.376 1.25, 1 0.75 12 1.75 10.863 10.106 1.5, 1.25 0.

13、5 12 1.75 10.863 10.106 1.5, 1.25 0.5 (14) 2 12.701 11.835 (14) 2 12.701 11.835 1.5, 11.5, 116 2 14.701 13.835 16 2 14.701 13.835 (18) 2.5 16.376 15.294 (18) 2.5 16.376 15.294 20 2.5 18.376 17.294 20 2.5 18.376 17.294 (20) 2.5 20.376 19.294 (20) 2.5 20.376 19.294 24 3 22.052 20.752 24 3 22.052 20.75

14、2 (27) 3 25.052 23.752 (27) 3 25.052 23.752 30 3.5 27.727 26.211 30 3.5 27.727 26.211 2, 1.5, 12, 1.5, 1注：括號內(nèi)的公稱直徑為第二系列注：括號內(nèi)的公稱直徑為第二系列 H=0.866P dH=0.866P d2 2=d-0.6495P d=d-0.6495P d1 1=d-1.0825P=d-1.0825PD D1 1、d d1 1-內(nèi)、外螺紋小徑內(nèi)、外螺紋小徑 D D2 2、d d2 2-內(nèi)、外螺紋中徑內(nèi)、外螺紋中徑 D D、d d -內(nèi)、外螺紋大徑內(nèi)、外螺紋大徑 P-P-螺距螺距 標(biāo)記示例

15、：標(biāo)記示例：M24(M24(粗牙普通螺紋、直徑粗牙普通螺紋、直徑2424、螺距、螺距3) 3) M24X1.5(M24X1.5(細(xì)牙普通螺紋細(xì)牙普通螺紋, ,直徑直徑24,24,螺距螺距1.5) 1.5) P PP/8P/8P/8P/8P/8P/8H/4H/4D dD dD D2 2 d d2 2 D D1 1 d d1 1 P/2P/2P/4P/43030 6060 9090 武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 17潘存云教授研制潘存云教授研制 梯形螺紋基本尺寸梯形螺紋基本尺寸 mmmm標(biāo)記示例：標(biāo)記示例：Tr48X8Tr48X8( (梯形螺紋，直徑梯形螺紋，直徑4848，螺距，螺距8)8

16、)h3 3=H4 4=H1 1+ac cH1 1=0.5pP hP h3 3=H=H4 4 a ac c 第第1 1系列系列 第第2 2系列系列 D D2 2 d d2 2 D D1 1 螺距螺距 螺紋牙高螺紋牙高 牙頂間隙牙頂間隙 公稱直徑公稱直徑d d 中中 徑徑 內(nèi)螺紋小徑內(nèi)螺紋小徑 12 6.5 0.5 9012 6.5 0.5 90、100 85100 85、95 d-6 d-12 95 d-6 d-12 10 5.5 0.5 4010 5.5 0.5 40、7070、80 3880 38、4242、65 d-5 d-10 65 d-5 d-10 8 4.5 0.5 488 4.5

17、0.5 48、52 4652 46、50 d-4 d-8 50 d-4 d-8 4 2.25 0.25 164 2.25 0.25 16、20 18 d-2 d-4 20 18 d-2 d-4 5 2.75 0.25 245 2.75 0.25 24、28 2228 22、26 d-2.5 d-5 26 d-2.5 d-5 6 3.5 0.5 326 3.5 0.5 32、36 3036 30、34 d-3 d-6 34 d-3 d-6 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋外螺紋外螺紋d dP PR R1 1R R2 2D D1 1D D4 4H H1 1D D2 2 d d2 2d d3 3a ac ca ac c

18、3030 H H4 4R R2 2武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 18潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制d dd d2 2d d1 1P P用螺紋密封的管用螺紋密封的管螺紋螺紋普通細(xì)牙普通細(xì)牙螺紋螺紋管管螺紋螺紋非螺紋密封管非螺紋密封管螺紋螺紋（圓柱管壁（圓柱管壁 = 55）用螺紋密封管用螺紋密封管螺紋螺紋（圓錐管壁（圓錐管壁 = 55）60圓錐管圓錐管螺紋螺紋（圓錐管壁（圓錐管壁 = 60，米制），米制）公稱直徑公稱直徑-管子的公稱通徑管子的公稱通徑。強調(diào)與普通螺紋不同55 55 非螺紋密封的管非螺紋密封的管螺紋螺紋d dd d2 2d d1 1P P2武漢科技大

19、學(xué)專用 作者： 潘存云教授 195 52 螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一、一、 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潘存云教授研制eaal1 1l1 1可承受橫向載荷。鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓（受剪螺栓）（受剪螺栓）孔與螺桿之孔與螺桿之間留有間隙間留有間隙螺紋余留長度螺紋余留長度l1：根據(jù)載荷及螺栓：根據(jù)載荷及螺栓 類型確定；類型確定；螺紋伸出長度螺紋伸出長度a=(0.20.3)d；螺栓軸線到邊緣的距離螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(36) mm 見見P65頁頁用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。潘存云教授研制潘存云教授研制dd普通螺栓（受拉螺栓）普通螺栓

20、（受拉螺栓）武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 20潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一、一、 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釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接座端擰入深度座端擰入深度H，見，見P65ae ee e雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接 聯(lián)接件厚，允許拆裝。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 2結(jié)構(gòu)簡單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復(fù)困難。d5 52 螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件H1， H2查查機械設(shè)計課程設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計 表表11-8武漢科

21、技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 21潘存云教授研制一、一、 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釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘緊定螺釘5 52 螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件潘存云教授研制武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 22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母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱二、二、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件（自學(xué)）螺紋聯(lián)接件（自學(xué)） （P66 表表5-2）螺栓螺栓螺螺紋紋聯(lián)聯(lián)接接件件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊

22、圈圓螺母用止動墊圈作用：作用：增加支撐面積以減增加支撐面積以減小壓強，避免擰緊螺母擦小壓強，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。傷表面、防松。專用螺紋聯(lián)接專用螺紋聯(lián)接武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 235 53 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊預(yù)緊力：預(yù)緊力：大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都需要擰緊，使之大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力作用力稱為預(yù)緊力F0 。預(yù)緊的目的：預(yù)緊的目的：增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。載后被聯(lián)

23、接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預(yù)緊力的確定原則：預(yù)緊力的確定原則： 擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限得超過其材料的屈服極限s ss的的80%。 一、概述一、概述一般螺紋聯(lián)接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋聯(lián)接受到預(yù)緊力的作用。對于重要的螺紋聯(lián)接，應(yīng)控制其預(yù)緊力，因為的大小對螺紋聯(lián)接的可靠性，強度和密封均有很大影響。F0F0武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 24fcrFftgdFTTT02021)(2)(22021tgdFTTT二、二、 擰緊力矩擰緊力矩21TTTT T1 1克服螺紋副相對轉(zhuǎn)動的阻力矩；克服螺紋副相對轉(zhuǎn)動的阻力矩；T T2 2克服螺母

24、支撐面上的摩擦阻力矩；克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；設(shè)預(yù)緊力為設(shè)預(yù)緊力為F F0 0 或預(yù)緊力（不受軸向載荷） fc c摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)。 無潤滑時?。簾o潤滑時取： fc c =0.15 =0.15rf f支撐面摩擦半徑。支撐面摩擦半徑。 rf =( =(dw w+ +d0 0)/4)/4簡化公式：簡化公式： 適用于M10M60的粗牙螺紋， f=0.15, fc=0.15, T 0.2 F 0.2 F0 0 dF F0 0Fa是由聯(lián)接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊 可靠，應(yīng)?。嚎偭兀嚎偭兀?注意：對于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡可能采用M12的螺栓。Td0ddw武漢科技大學(xué)專用 作者：

25、 潘存云教授 25潘存云教授研制測力矩扳手測力矩扳手預(yù)緊力控制方法預(yù)緊力控制方法: :F F定力矩扳手定力矩扳手通常螺紋聯(lián)接擰緊是憑工人的經(jīng)驗來決定的，重要螺栓則必須預(yù)緊力進行精確控制。L LS S1)1)憑手感經(jīng)驗；憑手感經(jīng)驗；2)2)測力矩扳手；測力矩扳手；3)3)定力矩扳手；定力矩扳手；4)4)測定伸長量。測定伸長量。L LM ML LS S武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 26潘存云教授研制聯(lián)接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時消失，聯(lián)接仍有可能松動而失效。高溫下的螺栓聯(lián)接，由于溫度變形差異等，也可

26、能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設(shè)計時必須考慮防松，即防止相對轉(zhuǎn)動。防松的方法（防松的方法（P71 表表5-3）：）： 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頂螺母對頂螺母5 54 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松防松防松-防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。 武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 27潘存云教授研制潘存云教授研制開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲2. 采用專門防松元件防松采用專門防松元件防松圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈止動墊圈武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 283. 其他方

27、法防松其他方法防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點點沖點防松法沖點防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 295 55 螺紋聯(lián)接的強度計算螺紋聯(lián)接的強度計算螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接的的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潘存云教授研制受剪螺栓受剪螺栓d潘存云教授研制潘存云教授研制d受拉螺栓受拉螺栓武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 30潘存云教授研制螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強度

28、原則及使用經(jīng)驗規(guī)定的。采用標(biāo)準(zhǔn)件時，這些部分都不需要進行強度計算。所以，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)選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。 一、松螺栓聯(lián)接強度計算一、松螺栓聯(lián)接強度計算強度條件：強度條件：(校核公式校核公式)4/21ssdFa式中式中: d1-螺紋小徑螺紋小徑 mm ， 許用應(yīng)力許用應(yīng)力二、緊螺栓聯(lián)接強度計算二、緊螺栓聯(lián)接強度計算(單個螺栓單個螺栓)FaFa力除以面積設(shè)計公式：設(shè)計公式：41saFd 裝配時須要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補充擰緊。1. 普通螺栓聯(lián)接強度計算普通螺栓聯(lián)接強度計算2. 鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接強度計算強度計算裝配時不須要擰緊武漢科

29、技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 31s3 .1螺栓受預(yù)緊力螺栓受預(yù)緊力F0（軸向拉力）和摩擦力矩（軸向拉力）和摩擦力矩T1的雙重作用。的雙重作用。4/210ssdF拉應(yīng)力：拉應(yīng)力：1.普通螺栓聯(lián)接強度計算普通螺栓聯(lián)接強度計算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：16/3111dTWTT16/2) (3120ddtgF4/) (221012dFtgdd對于對于M10M64的普通鋼制螺紋，可?。旱钠胀ㄤ撝坡菁y，可取： tg f =0.17， d2 /d1=1.04-1.08, tg 0.5 得：得： 0.5 分母為抗剪截面系數(shù)計算應(yīng)力：計算應(yīng)力：223ssca22)5 . 0(3ss由此可見，對于M10M64普

30、通螺紋的鋼制緊螺栓聯(lián)接，在擰緊時，雖然同時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時，可以只考慮拉伸強度計算，并將預(yù)緊力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。4/3.1210ssdFca強度條件：強度條件：1） 預(yù)緊時預(yù)緊時潘存云教授研制F0F0武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 32潘存云教授研制潘存云教授研制2）承受）承受橫向橫向工作載荷（外載）工作載荷（外載）F 時時ks-可靠性系數(shù)可靠性系數(shù)(防滑系數(shù)防滑系數(shù))，常取，常取 ks =1.11.3mfFkFs0預(yù)緊力預(yù)緊力F0 ： f-摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取: f =0.10.15m-結(jié)合面數(shù)結(jié)合面數(shù) 上圖m=1,下圖m=2若

31、取若取 f =0.15， ks =1.2, m=1, 則：則：F0 8F結(jié)構(gòu)尺寸大結(jié)構(gòu)尺寸大FFFF/2F/2F0F0F0F0為保證聯(lián)接可靠，預(yù)緊力為保證聯(lián)接可靠，預(yù)緊力F0應(yīng)使接合面所產(chǎn)生的應(yīng)使接合面所產(chǎn)生的摩擦力大于橫向載荷摩擦力大于橫向載荷F強度校核：強度校核：4/3.1210ssdFca武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 33潘存云教授研制潘存云教授研制FF/2F/23）承受承受軸向軸向工作載荷（外載）工作載荷（外載）F 時時改進措施：改進措施： a. 采用鍵、套筒、銷承擔(dān)橫向工作載荷。采用鍵、套筒、銷承擔(dān)橫向工作載荷。螺栓僅起連接作用b. 采用無間隙的鉸制孔螺栓。采用無間隙的鉸制孔

32、螺栓。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，則缸體周圍，則缸體周圍每個螺栓受的平均軸向載荷為：每個螺栓受的平均軸向載荷為：p D2/4F = =ZpFFD潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 34潘存云教授研制潘存云教授研制受載受載變形變形特別注意，軸向載荷：特別注意，軸向載荷：F2 F0+F加預(yù)緊力后加預(yù)緊力后螺栓受拉伸長螺栓受拉伸長b被聯(lián)接件受壓縮短被聯(lián)接件受壓縮短m加載加載 F 后后:螺栓受拉繼續(xù)伸長；被聯(lián)接件放松了 螺栓總伸長量為螺栓總伸長量為: 總拉力為：總拉力為：被聯(lián)接件壓縮量為：被聯(lián)接件壓縮量為： 殘余預(yù)緊力減少到：殘余預(yù)

33、緊力減少到： F1 很顯然很顯然: F11.64 410 1016 1620 2030 1.6 1.64 410 1016 1620 2030 d d為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成: 4、6、8等偶數(shù)。同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應(yīng)相同。同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應(yīng)相同。武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 45潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制保證被聯(lián)接件，螺母和螺栓頭支承面平整，并與螺栓軸線相互垂直。對于在鑄、鍛件等的粗糙表面上

34、安裝螺栓時，應(yīng)制成凸臺或沉頭座。當(dāng)支承面為傾斜表面時，應(yīng)采用斜面墊圈等。避免螺栓承受附加的彎曲載荷。避免螺栓承受附加的彎曲載荷。采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)切削加工支承面切削加工支承面支承面不平支承面不平支承面傾斜支承面傾斜采用斜墊圈采用斜墊圈武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 46二、螺栓組聯(lián)接的受力分析二、螺栓組聯(lián)接的受力分析* * *受力分析的目的：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受力最大的螺栓及其及其所受的力及載荷性質(zhì)所受的力及載荷性質(zhì)，以便進行螺栓聯(lián)接的強度計算。，以便進行螺栓聯(lián)接的強度計算。 受力分析時所作假設(shè)：受

35、力分析時所作假設(shè)： a)a)所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同；所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同； c)c)受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。受力分析的類型：受力分析的類型：b)b)螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩受橫向載荷受橫向載荷受軸向載荷受軸向載荷受傾覆力矩受傾覆力矩M武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 47潘存云教授研制潘存云教授研制（1）對于鉸制孔螺栓聯(lián)接，每個螺栓所受工作剪力為：對于鉸制孔螺栓聯(lián)接，每個螺栓所受工作剪力為：（2）對于普通螺栓聯(lián)接對于普通螺栓聯(lián)接 ，按預(yù)緊后接合面間所

36、產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有：等于橫向載荷的要求，有：式中：式中：z z為螺栓數(shù)目。為螺栓數(shù)目。 圖示為由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。1 1受橫向載荷受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接zFFFKzmfFS0fzmFKFS0或或Ks-防滑系數(shù)，設(shè)計中可取防滑系數(shù)，設(shè)計中可取 Ks =1.11.3m-接合面數(shù)接合面數(shù)鉸制孔螺栓FFFF普通螺栓 Pmin0PssLdF 204dF強度條件強度條件：強度條件：強度條件：4/3.1210ssdFca武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 48潘存云教授研制TO潘存云教授研制O采用普

37、通螺栓和鉸制孔用螺栓組成的螺栓組受轉(zhuǎn)矩時的受力情況是不同的。2受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩T的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接TKfrFfrFfrFsz02010 TrFziii1 1)1)采用普通螺栓采用普通螺栓是靠聯(lián)接預(yù)緊后在接是靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。 2)2)采用鉸制孔螺栓采用鉸制孔螺栓靠螺栓的剪切和螺靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。iirFrFmaxmaxZiirTrF12maxmaxziirfTKF1S0TrmaxFmaxr1f F0f F0r2riFi假設(shè)底板受載仍為平面，則螺栓的剪切變形量與距離成正比，F(xiàn)

38、=KriiirKF剪切力與距離r的比值為常數(shù)單個普通螺栓強度計算：單個普通螺栓強度計算：見式（見式（5-33）單個鉸制孔螺栓的強度計算：單個鉸制孔螺栓的強度計算：見式見式(5-35)，(5-36)武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 493受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接 若作用在螺栓組上軸向總載荷若作用在螺栓組上軸向總載荷F F 作用線與螺栓軸線作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為：同，每個螺栓所受軸向工作載荷為： 通常，各個螺栓還承受預(yù)緊力通常，各個螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，

39、當(dāng)聯(lián)接要有保證的殘余的作用，當(dāng)聯(lián)接要有保證的殘余預(yù)緊力為預(yù)緊力為F1時，時，每個螺栓所承受的總載荷每個螺栓所承受的總載荷F2為為:zFFF2 = F1 + Fp潘存云教授研制DFFF強度計算：見式（強度計算：見式（5-33）武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 50潘存云教授研制潘存云教授研制4受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接 傾覆力矩 M 作用在聯(lián)接接合面的一個對稱面內(nèi)，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已被擰緊并承受預(yù)緊力F0且被拉伸，地基有均勻的壓縮。在作用M后，接觸面繞o-o線轉(zhuǎn)動一個角度，左邊的地基被放松，而螺栓被進一步拉伸；右邊的螺栓被放松，而地基被進一步壓縮。單個螺栓拉力產(chǎn)

40、單個螺栓拉力產(chǎn)生的力矩為：生的力矩為：F1F0 F0 p ( F 0引起引起)F2mp2( F1m引起引起)p1( F1引起引起)LiLmaxOOxxOMMMi=Fi Li iirFrFmaxmax假設(shè)底板受載仍為平面，則螺栓受力與螺栓中心到螺栓組排列中心的距離成正比。iirKF螺栓承受的載荷與距離成正比：螺栓承受的載荷與距離成正比： 武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 51潘存云教授研制F1m 強調(diào)是基座上的壓力Fm F2m F1 F F2 C2 單個螺栓的受力分析：單個螺栓的受力分析：Om 力力 變形變形 Ob ziLFM1ii作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆力矩作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆

41、力矩M平衡，即：平衡，即：未加傾覆力矩時：未加傾覆力矩時： 工作點在工作點在A ， Mi=0施加傾覆力矩施加傾覆力矩M時時:左邊的螺栓，工作點移至：左邊的螺栓，工作點移至：B1 和和C1 右邊的螺栓，工作點移至：右邊的螺栓，工作點移至：B2 和和C2 左邊螺栓總拉力增加，右邊螺栓總拉力減小。F2 F2m C1 B2 B1 iiLFLFmaxmax由：iiLLFFmaxmax求得最大工作載荷ZiLMLF12imaxmaxA F0 武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 520maxPPWMAzFss00minPWMAzFs受力最大的螺栓的受力最大的螺栓的總拉力：總拉力：maxmbb02FCCCFF

42、 為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：間隙，要求：表5-6 聯(lián)接接合面材料的許用擠壓應(yīng)力材料 鋼 鑄鐵 混凝土 磚(水泥漿縫) 木材p(MPa) 0.8 s (0.40.5)B 2.03.0 1.52.0 2.04.0直接引用前面的結(jié)論強度條件：強度條件：4/3.1212ssdFca武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 535 57 螺栓的材料和許用應(yīng)力螺栓的材料和許用應(yīng)力一、螺紋聯(lián)接件材料一、螺紋聯(lián)接件材料螺栓、螺柱、螺釘常用材料：螺栓、螺柱、螺釘常用材料：Q215Q215、Q235Q235、3535、4545等碳素鋼；等碳素鋼

43、；螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃槁菟?、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?010級級( (見表見表5-8)5-8)作為標(biāo)準(zhǔn)零件，螺紋聯(lián)接件是按其性能等級選用的。對于一定性能等級的螺紋聯(lián)接件應(yīng)具備一定的強度極限。沖擊振動場合用：沖擊振動場合用：15Cr15Cr、40Cr40Cr、 30CrMnSi30CrMnSi等合金鋼。等合金鋼。3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9例：例：4 . 8強度極限強度極限1/100 =400MPa屈服極限屈服極限=0.8倍強度極限=320MPa武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 54選用原則：選用原則：一般用途：通常選用一般用途

44、：通常選用4.8級左右的螺栓，級左右的螺栓，重要場合：要選用高的性能等級，重要場合：要選用高的性能等級，如在壓力容器中常采用如在壓力容器中常采用8.8級的螺栓。級的螺栓。螺母的性能等級分為 7級。 4 5 6 8 9 10 12武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 55二、螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力二、螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力 螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)( (靜、變載荷靜、變載荷) )、裝配情況裝配情況( (松、緊聯(lián)接松、緊聯(lián)接) )、材料、結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。、材料、結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。許用拉應(yīng)力：許用拉應(yīng)力： 許用剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力：許用剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力： SssssSsPsPS

45、ss-被聯(lián)接件為鋼被聯(lián)接件為鋼PBPSss-被聯(lián)接件為鑄鐵被聯(lián)接件為鑄鐵S S, , S Sp p-安全系數(shù)，其取值詳見表安全系數(shù)，其取值詳見表5-10。武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 565 58 提高螺栓聯(lián)接強度的措施（自學(xué)）提高螺栓聯(lián)接強度的措施（自學(xué)）承受軸向變載荷時，螺栓的損壞形式：承受軸向變載荷時，螺栓的損壞形式：疲勞斷裂疲勞斷裂容易斷裂部位：容易斷裂部位：一、一、降低螺栓總拉伸載荷降低螺栓總拉伸載荷F2的變化范圍的變化范圍軸向工作載荷軸向工作載荷F的變化范圍的變化范圍: 0 FCb+ CmCbF0 F0 +F總拉伸載荷的總拉伸載荷的F2變化范圍變化范圍: Cb 或或 Cm

46、F2變化范圍變化范圍F 提高螺栓聯(lián)接強度的措施有哪些呢？ 以螺栓聯(lián)接為例，螺栓聯(lián)接的強度主要取決于螺栓的強度，因此，提高螺栓的強度，將大大提高聯(lián)接系統(tǒng)的可靠性。65%20%15%武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 57潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制F0 m b措施一：措施一：降低螺栓剛度（降低螺栓剛度（ Cb Cb , b Cm , m m ） 措施三：措施三：綜合措施（綜合措施（ Cb Cm , F0 F0 ）F F F1 F2 F2F F m F1bF0m 雖然F = =FF F強調(diào)殘余預(yù)緊力減小但有F F強調(diào)殘余預(yù)緊力減小F = =FF = =F， F1 = =F 1F F

47、F2 2FF3 3FF4 4FF5 510圈以后，螺母牙幾乎不承受載荷。螺螺栓栓桿桿F F螺螺栓栓桿桿F F螺母體螺母體均載螺母均載原理均載螺母均載原理 螺母和螺桿均為拉伸變形，有助于減小兩者螺距變化，使受載均勻。加厚螺母加厚螺母武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 60潘存云教授研制1015懸置螺母懸置螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母1015內(nèi)斜與環(huán)槽螺母內(nèi)斜與環(huán)槽螺母均載原理相同均載原理相同螺母也受拉螺母也受拉內(nèi)斜螺母因力的作用點外移可使載荷較大的頭幾圈螺紋牙容易變形，使載荷上移而改善載荷分布不均。均載均載元件元件懸置螺母懸置螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺與環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺與

48、環(huán)槽螺母都是改變螺母旋合部分的變形性質(zhì)，使之和螺栓變形性質(zhì)相同，均為拉伸變形，從而使螺紋牙上載荷分布趨于均勻；鋼絲螺套鋼絲螺套加工復(fù)雜，僅限于用加工復(fù)雜，僅限于用在重要場合或大型聯(lián)接。在重要場合或大型聯(lián)接。武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 61潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制支承面不平支承面不平三、減小應(yīng)力集中三、減小應(yīng)力集中1.1.增大過渡圓角增大過渡圓角2.2.切制卸載槽切制卸載槽r r四、避免或減小附加應(yīng)四、避免或減小附加應(yīng)力力采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)切削加工支承面切削加工支承面潘存云教授研制被聯(lián)接件變形太大被聯(lián)接件變形太大3.3.卸載過渡結(jié)構(gòu)卸載

49、過渡結(jié)構(gòu)要從結(jié)構(gòu)、制造與裝配精度采取措施。要從結(jié)構(gòu)、制造與裝配精度采取措施。武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 62潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制五、采用特殊制造工藝五、采用特殊制造工藝?yán)溏咁^部、輾壓螺紋冷鐓頭部、輾壓螺紋疲勞強度提高疲勞強度提高30% 比車削 表面處理：表面處理： 氰化、氮化也能氰化、氮化也能提高疲勞強度。提高疲勞強度。球面墊圈球面墊圈采用球面墊圈和腰環(huán)采用球面墊圈和腰環(huán)螺栓可以保證螺栓的螺栓可以保證螺栓的裝配精度。裝配精度。腰環(huán)螺栓腰環(huán)螺栓武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 63例題講解例1: 如圖，一矩形鋼板用2個M24的普通螺栓聯(lián)接到機架上，各尺寸如圖示

50、，已知作用于板的載荷P=2800N，板和螺栓材料均為Q235，板與機架間的摩擦系數(shù)f=0.2，可靠性系數(shù)ks=1.1，試求： 1）校核螺栓的聯(lián)接強度（不控制預(yù)緊力） 2）若改用鉸制孔螺栓聯(lián)接，計算所需螺栓的直徑例2:(P92)PL=300a=200b=12武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 64例例3: 如圖，一厚度如圖，一厚度=12mm的鋼板用的鋼板用4個螺栓聯(lián)接到厚度個螺栓聯(lián)接到厚度1=30mm的鑄鐵支架的鑄鐵支架上，螺栓的布置方案如圖示。上，螺栓的布置方案如圖示。 已知：螺栓材料為已知：螺栓材料為Q235，=95MPa， =96MPa，鋼板，鋼板p =320MPa，鑄鐵鑄鐵p2 =18

51、0MPa，板與機架間的摩擦系數(shù)，板與機架間的摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)，可靠性系數(shù)ks=1.2，作用，作用于板的載荷于板的載荷P=12000N，l=400mm，a=200mm，試設(shè)計采用鉸制孔螺栓聯(lián)接時，試設(shè)計采用鉸制孔螺栓聯(lián)接時所需螺栓的直徑所需螺栓的直徑 、長度及聯(lián)接圖、長度及聯(lián)接圖 。 將載荷向形心將載荷向形心O點簡化得：點簡化得：橫向載荷：橫向載荷：F=12000NL=400Pa=200a=2001OmmNPlT6108 . 440012000FT（2）確定各螺栓所受載荷）確定各螺栓所受載荷 橫向載荷橫向載荷F作用下，作用下，各螺栓受各螺栓受橫向力橫向力F作用：作用： F=120

52、00/4=3000N解解: 1。螺栓組受力分析：。螺栓組受力分析：（1）將載荷簡化）將載荷簡化旋轉(zhuǎn)力矩：旋轉(zhuǎn)力矩：武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 65O旋轉(zhuǎn)力矩旋轉(zhuǎn)力矩T作用下，作用下，各螺栓受力各螺栓受力F作用：作用： OFFFFraFFFF則：則：F=T/(4ra)=8487Nmmra4 圖可知，右邊兩個螺栓受力最大，由圖可知，右邊兩個螺栓受力最大，其所受最大力為其所受最大力為Fmax：NFFFFF1082045cos8487300028487300045cos 2 2222maxFmaxFmax2。確定螺栓直徑和尺寸：。確定螺栓直徑和尺寸： 因為右邊兩個螺

53、栓受力最大，為最危險螺栓，則按最危險螺栓來設(shè)因為右邊兩個螺栓受力最大，為最危險螺栓，則按最危險螺栓來設(shè)計；該螺栓為鉸制孔螺栓受橫向載荷，則按計；該螺栓為鉸制孔螺栓受橫向載荷，則按剪切和擠壓強度剪切和擠壓強度來設(shè)計來設(shè)計（1）按）按剪切強度剪切強度設(shè)計螺栓光桿部分的直徑設(shè)計螺栓光桿部分的直徑dsmmFds98.119614. 31082044max各螺栓中心到各螺栓中心到O點距離點距離武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 66查查機械設(shè)計課程設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計P93 ,表表11-10，GB27-88 取取M12螺栓螺栓螺栓長度確定：螺栓長度確定：1230查表查表11-10 ， M12螺栓的螺栓

54、的l0 = 22mm;則該螺栓長度則該螺栓長度 L估計在估計在30+12+ l0 = 64mm左右查表查表11-10 ，長度，長度 L標(biāo)準(zhǔn)系列值，則該螺栓長度標(biāo)準(zhǔn)系列值，則該螺栓長度 L=60mm畫出聯(lián)接配合圖如圖示畫出聯(lián)接配合圖如圖示l0608（2）校核）校核擠壓強度擠壓強度MPaMPahdFpssp32010481310820ss螺栓光桿與鋼板間：螺栓光桿與鋼板間：螺栓光桿與鑄鐵支架間：螺栓光桿與鑄鐵支架間：MPaMPahdFpssp1807.273013108201ss故取故取4個個M1260的鉸制孔螺栓可行的鉸制孔螺栓可行武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 67問題1。采用4個普通螺

55、栓，其直徑如何？同鉸制孔螺栓相比，哪個聯(lián)接好？2。如方案改成如圖：效果如何，哪個好？Pa=200a=200O武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 68思考題1。題5-1，5-22。螺紋聯(lián)接有哪幾種基本類型？各適用于何場合？3。螺紋聯(lián)接為什么要預(yù)緊？為什么要防松？常用的防松方法有 哪幾種？4。提高螺紋聯(lián)接強度的措施有哪些？作業(yè) 題5-4，5-6武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 69武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 70圖a) 螺栓聯(lián)接的主要錯誤1）螺栓無法裝拆，應(yīng)掉頭安裝2）孔與螺栓桿之間無間隙3）螺母支撐面沒加工，應(yīng)有沉頭座4）一般聯(lián)接，不應(yīng)采用扁螺母5）彈簧墊圈尺寸不對，缺口方向不對

56、6）螺栓長度不標(biāo)準(zhǔn)7）螺栓的螺紋部分過短圖b) 螺釘聯(lián)接的主要錯誤1）上被聯(lián)接件孔應(yīng)為大于螺栓大徑的光孔，下被聯(lián)接件孔應(yīng)為螺紋孔2）若上被聯(lián)接件是鑄件，則缺少沉頭座孔，表面也沒被加工。武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 71圖d) 緊定螺釘聯(lián)接的主要錯誤1）輪轂上沒螺紋孔2）緊定螺釘不應(yīng)擰入軸太深。圖c) 雙頭螺柱聯(lián)接的主要錯誤1）雙頭螺柱的光桿部分不能擰進被聯(lián)接件的螺紋孔內(nèi)，M12不能標(biāo)在光桿上2）錐孔角度應(yīng)為120，而且應(yīng)從螺紋孔的小徑（粗實線）處畫錐孔角的兩邊。3）若上被聯(lián)接件是鑄件，則缺少沉頭座孔，表面也沒被加工4）彈簧墊圈厚度尺寸不對武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 72一、螺

57、旋傳動的類型和應(yīng)用一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋靜壓螺旋靜壓螺旋類類型型運動形式有：運動形式有：5 59 螺旋傳動（自學(xué)）螺旋傳動（自學(xué)）螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動 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。作用：作用：回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動 直線運動，同時傳遞動力。直線運動，同時傳遞動力。螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動 按用按用途分途分傳力螺旋傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋傳導(dǎo)螺旋滑動螺旋滑動螺旋滾動螺旋滾動螺旋按摩擦按摩擦性質(zhì)分性質(zhì)分傳遞動力傳遞動力 傳遞運動傳遞運動, ,要求精度高要求精度高調(diào)整相對位置調(diào)整相對位置武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 73調(diào)整螺

58、旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 74潘存云教授研制潘存云教授研制應(yīng)用應(yīng)用: 機床的進給機構(gòu)、起重設(shè)備機床的進給機構(gòu)、起重設(shè)備（千斤頂（千斤頂） 、鍛壓機械、鍛壓機械(壓力壓力機機)、測量儀器（千分尺）、工、測量儀器（千分尺）、工具（老虎鉗）、夾具、玩具、具（老虎鉗）、夾具、玩具、機器人機器人及其他工業(yè)裝備中。及其他工業(yè)裝備中。二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。支

59、承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。壓力機壓力機1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 千斤頂千斤頂武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 75潘存云教授研制潘存云教授研制整體螺整體螺母母組合螺組合螺母母剖分螺剖分螺母母螺母結(jié)構(gòu)螺母結(jié)構(gòu)潘存云教授研制組合螺母組合螺母調(diào)整楔快調(diào)整楔快固定螺釘固定螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘剖分螺母剖分螺母武漢科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 76潘存云教授研制螺旋副材料要求：螺旋副材料要求：足夠的強度、耐磨性、摩擦系數(shù)小足夠的強度、耐磨性、摩擦系數(shù)小2滑動螺旋的材料滑動螺旋的材料（P92 表表5-11）螺桿材料螺桿材料: : Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、40Cr、65Mn 螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl1