第7章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接

1、 7-1 總 論 7-2 螺紋聯(lián)接 7-3 鍵 聯(lián) 接基本要求基本要求: :v了解螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)：類型、特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、了解螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)：類型、特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合及防松方法等應(yīng)用場合及防松方法等v掌握螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算方法掌握螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算方法v了解鍵聯(lián)接的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)了解鍵聯(lián)接的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)v掌握平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算方法掌握平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算方法機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接靜聯(lián)接靜聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接與動(dòng)力與動(dòng)力源組合源組合零件零件構(gòu)件構(gòu)件機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)器靜聯(lián)接靜聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接(運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副)可拆聯(lián)接：可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等螺紋聯(lián)

2、接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等不可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接：鉚接、焊接、膠接等：鉚接、焊接、膠接等聯(lián)接聯(lián)接一、螺紋的主要參數(shù)二、螺旋副力學(xué)特性三、螺紋常用類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型五、螺紋聯(lián)接防松裝置六、螺栓聯(lián)接的計(jì)算七、螺栓材料和許用應(yīng)力機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接一、螺紋的主要參數(shù)一、螺紋的主要參數(shù)1 螺紋形成螺紋形成v螺旋線形成：螺旋線形成：傾斜線繞在圓柱體上傾斜線繞在圓柱體上形成的曲線形成的曲線v螺紋形成：螺紋形成：平面圖形沿螺旋線形成平面圖形沿螺旋線形成三角形、矩形、梯形、鋸齒形、半圓形螺紋三角形、矩形、梯形、鋸齒形、半圓形螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 d2SP d2 2 主要參數(shù)主要參數(shù)v大徑大徑d、D：最大直徑最大直

3、徑公稱直徑公稱直徑v小徑小徑d1：外螺紋的危險(xiǎn)剖面直徑外螺紋的危險(xiǎn)剖面直徑v 強(qiáng)度直徑強(qiáng)度直徑v中徑中徑d2、D2：假想直徑，牙型溝槽假想直徑，牙型溝槽寬與牙的寬度相等寬與牙的寬度相等 計(jì)算直徑計(jì)算直徑v螺距螺距P：相鄰兩牙軸向距離相鄰兩牙軸向距離v導(dǎo)程導(dǎo)程S：同一條螺紋線的相鄰兩牙間同一條螺紋線的相鄰兩牙間的軸向距離，的軸向距離，S = nP機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v升角升角 ：螺紋與其軸線的垂直平面所成的夾角螺紋與其軸線的垂直平面所成的夾角v牙型角牙型角a a ：螺紋兩側(cè)邊的夾角螺紋兩側(cè)邊的夾角d1D, dSP二、螺旋副力學(xué)特性二、螺旋副力學(xué)特性v螺旋副作為一種空間運(yùn)動(dòng)副，其接觸面為螺旋面螺旋副作

4、為一種空間運(yùn)動(dòng)副，其接觸面為螺旋面v螺紋在旋緊或松開過程中，螺紋之間相對(duì)移動(dòng)螺紋在旋緊或松開過程中，螺紋之間相對(duì)移動(dòng)v當(dāng)螺桿和螺母之間受到軸向力當(dāng)螺桿和螺母之間受到軸向力Q時(shí)，擰動(dòng)螺桿或螺母，時(shí)，擰動(dòng)螺桿或螺母，螺旋面間將產(chǎn)生摩擦力螺旋面間將產(chǎn)生摩擦力1 斜面摩擦斜面摩擦2 槽面摩擦槽面摩擦3 矩形螺紋矩形螺紋4 三角形螺紋三角形螺紋5 螺紋聯(lián)接的擰緊力矩螺紋聯(lián)接的擰緊力矩機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接1 斜面摩擦斜面摩擦分析使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力分析使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力等速上升：等速上升：v平衡條件：平衡條件：v驅(qū)動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)力：等速下滑：等速下滑：v平衡條件：平衡條件：v維持力：維持力：自鎖

5、條件：自鎖條件：v當(dāng)當(dāng) r r時(shí)，時(shí)，F(xiàn) 0，原工作阻力，原工作阻力F反向作用，作為驅(qū)動(dòng)力反向作用，作為驅(qū)動(dòng)力時(shí)，滑塊才能移動(dòng)時(shí)，滑塊才能移動(dòng)v結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng) r r 時(shí)，滑塊自鎖時(shí)，滑塊自鎖 FQR21+r v12QFN21F21v12FQ r rR21R21QF FN21F21rR21021 RQF)tan(r r QFr021 RQF)tan(r r QF機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2 槽面摩擦槽面摩擦力分析：力分析：v摩擦力：摩擦力：v當(dāng)量摩擦角：當(dāng)量摩擦角：2121fNF 12QN212N2122rvN212N212Q思考思考: : 與平面摩擦比較與平面摩擦比較？結(jié)論：結(jié)論：槽面的摩擦力大于平

6、面的摩擦力槽面的摩擦力大于平面的摩擦力 sin21QfF QfFv 21vvffr r tansin vvfarctan r r機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接1 1 1 1Pv121R21N21F21Q3 矩形螺紋矩形螺紋v螺旋副（螺母與螺桿）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)螺旋副（螺母與螺桿）的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)v假設(shè)：假設(shè)：1)載荷分布在中線上載荷分布在中線上; 2)單面產(chǎn)生摩擦力單面產(chǎn)生摩擦力v螺旋升角螺旋升角d2dd1 2d s =z pv12rR21nnF 22tandpzds擰緊力擰緊力)tan(r QF)tan(2222r r QddFM擰緊力矩?cái)Q緊力矩防松力防松力)tan(r r QF)tan

7、(2222rQddFM防松力矩防松力矩自鎖條件自鎖條件0)tan( r r QF r r效率效率)tan(/tan/r r drWW機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接4 三角三角形螺紋形螺紋v反力反力v摩擦力摩擦力v當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角N/2N/2NN 900- 900- QffQfNFvf cos2QN cos2 r rcosarctanarctanffvv 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v擰緊力擰緊力v擰緊力矩?cái)Q緊力矩)tan(22vQddFMr r )tan(vQFr r )tan(2222vQddFMr r )tan(vQFr r v防松力防松力v防松力矩防松力矩三角三角形螺紋形螺紋（續(xù)）（續(xù)）v效效 率率v自鎖條件

8、自鎖條件N/2N/2NN 900- 900- 0)tan( vQFr r r rv)tan(/tan/vdrWWr r v思考：思考：1. 矩形螺紋和三角螺紋哪一種效率高，宜用于傳動(dòng)矩形螺紋和三角螺紋哪一種效率高，宜用于傳動(dòng)？2. 矩形螺紋和三角螺紋哪一種易自鎖，宜用于聯(lián)接矩形螺紋和三角螺紋哪一種易自鎖，宜用于聯(lián)接？機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接1.按螺紋牙分的表面分類：按螺紋牙分的表面分類：l外螺紋外螺紋在圓柱外表面上形成的螺紋，如螺栓、螺釘在圓柱外表面上形成的螺紋，如螺栓、螺釘l內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋在圓柱孔內(nèi)表面上形成的螺紋，如螺母在圓柱孔內(nèi)表面上形成的螺紋，如螺母2.按螺紋繞行方向分類：按螺紋

9、繞行方向分類：l左旋螺紋左旋螺紋自右下方向左上方繞行的螺紋自右下方向左上方繞行的螺紋l右旋螺紋右旋螺紋自左下方向右上方繞行的螺紋自左下方向右上方繞行的螺紋常用右旋，特殊要求時(shí)用左旋常用右旋，特殊要求時(shí)用左旋問題：問題：旋向判斷旋向判斷 ？三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型螺紋旋向判斷螺紋旋向判斷v旋向旋向(螺旋線方向螺旋線方向)：常用右旋，特殊要求時(shí)用左旋常用右旋，特殊要求時(shí)用左旋v旋向判斷旋向判斷:(1)軸線垂直放，右邊高軸線垂直放，右邊高右旋右旋 左左邊高邊高左旋左旋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v(2)右手右手旋，前進(jìn)旋，前進(jìn)右旋右旋v 左左手手旋，前進(jìn)旋，前進(jìn)左旋左旋右旋右旋左旋左旋三、螺紋常用類型三

10、、螺紋常用類型3.按螺紋牙的牙型分類按螺紋牙的牙型分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 普通螺紋即普通螺紋即米制米制三角形螺紋，三角形螺紋，牙型牙型=60=60。同一直。同一直徑按螺距的大小分為徑按螺距的大小分為粗牙粗牙和和細(xì)牙細(xì)牙兩種，螺距最大的一種兩種，螺距最大的一種是粗牙，其余的均為細(xì)牙。一般連接多用粗牙螺紋。細(xì)是粗牙，其余的均為細(xì)牙。一般連接多用粗牙螺紋。細(xì)牙螺紋的牙淺、升角小、自鎖性能好，多用于薄壁零件牙螺紋的牙淺、升角小、自鎖性能好，多用于薄壁零件或細(xì)小零件，以及受沖擊、振動(dòng)和變載荷的連接中，也或細(xì)小零件，以及受沖擊、振動(dòng)和變載荷的連接中，也可用作微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺紋?？捎米魑⒄{(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺紋。 （

11、1 1）普通螺紋）普通螺紋三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型3.按螺紋牙的牙型分類按螺紋牙的牙型分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 管螺紋是管螺紋是英制英制細(xì)牙三角形螺紋，細(xì)牙三角形螺紋，牙型角牙型角=55=55，牙，牙頂有較大的圓角，內(nèi)、外螺紋旋合后牙型間無徑向間隙，頂有較大的圓角，內(nèi)、外螺紋旋合后牙型間無徑向間隙，公稱直徑近似為管子的內(nèi)徑。多用于有緊密性要求的管公稱直徑近似為管子的內(nèi)徑。多用于有緊密性要求的管件連接。件連接。 （2 2）管螺紋）管螺紋管螺紋管螺紋三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型3.按螺紋牙的牙型分類按螺紋牙的牙型分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 牙型為正方形，牙型為正方形，牙型角牙型角=0=0。傳動(dòng)效

12、率高，牙根。傳動(dòng)效率高，牙根強(qiáng)度弱，精加工困難，對(duì)中精度低，常用于傳動(dòng)螺紋。強(qiáng)度弱，精加工困難，對(duì)中精度低，常用于傳動(dòng)螺紋。 （3 3）矩形螺紋）矩形螺紋三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型3.按螺紋牙的牙型分類按螺紋牙的牙型分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 牙型為等腰梯形，牙型為等腰梯形，牙型角牙型角=30=30。牙根強(qiáng)度高，。牙根強(qiáng)度高，工藝性好，螺紋副對(duì)中性好，傳動(dòng)效率略低于矩形螺工藝性好，螺紋副對(duì)中性好，傳動(dòng)效率略低于矩形螺紋，常用于傳動(dòng)螺紋。紋，常用于傳動(dòng)螺紋。（4 4）梯形螺紋）梯形螺紋三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型3.按螺紋牙的牙型分類按螺紋牙的牙型分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 牙型角牙型角=33=3

13、3，牙的工作面傾斜，牙的工作面傾斜3 3，牙的非工作，牙的非工作面傾斜面傾斜3030。傳動(dòng)效率及強(qiáng)度都比梯形螺紋高，外螺紋。傳動(dòng)效率及強(qiáng)度都比梯形螺紋高，外螺紋的牙底有相當(dāng)大的圓角，以減小應(yīng)力集中。螺紋副的大的牙底有相當(dāng)大的圓角，以減小應(yīng)力集中。螺紋副的大徑處無間隙，對(duì)中性良好，多用于單向受力的傳動(dòng)螺紋。徑處無間隙，對(duì)中性良好，多用于單向受力的傳動(dòng)螺紋。 （5 5）鋸齒形螺紋）鋸齒形螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接4.按螺紋線分類：按螺紋線分類：l單線螺紋單線螺紋Z=1，效率低，自鎖性好，易加工；，效率低，自鎖性好，易加工；l雙線螺紋雙線螺紋Z=2，效率較，效率較Z=1的高；（的高；（S=2P）l三線螺紋

14、三線螺紋Z=3，效率高，自鎖性差，難加工；（，效率高，自鎖性差，難加工；（S=3P）三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型單線單線雙線雙線三線三線螺紋代號(hào)：特征代號(hào)+尺寸代號(hào)vM40 粗牙螺紋 公稱直徑40mmvM40*1.5細(xì)牙 螺距1.5mmvM40*1.5LH 左旋細(xì)牙三、螺紋常用類型三、螺紋常用類型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型平墊圈平墊圈 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 圓螺母圓螺母六角頭螺栓六角頭螺栓雙頭螺柱雙頭螺柱六角螺母六角螺母六角開槽螺母六角開槽螺母內(nèi)六角圓柱頭螺釘內(nèi)六角圓柱頭螺釘開槽圓柱頭螺釘開槽圓柱頭螺釘開槽沉頭螺釘開槽沉頭螺釘

15、緊定螺釘緊定螺釘1 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型 螺栓、螺釘、螺柱、螺母、墊圈等都已經(jīng)螺栓、螺釘、螺柱、螺母、墊圈等都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 （1 1）螺栓和螺釘）螺栓和螺釘 1 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件v螺釘頭部形式螺釘頭部形式：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型1 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型（2 2）螺母）螺母 1 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主

16、要類型（3 3）雙頭螺柱）雙頭螺柱1 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接件主要類型四、螺紋聯(lián)接件主要類型（5 5）墊圈）墊圈 （4 4）緊定螺釘）緊定螺釘 2 螺紋聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的基本類型v螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接v雙頭螺栓聯(lián)接雙頭螺栓聯(lián)接v螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接緊定螺釘緊定螺釘、自攻螺釘聯(lián)接、自攻螺釘聯(lián)接v其它聯(lián)接其它聯(lián)接：地腳螺栓、吊環(huán)螺釘：地腳螺栓、吊環(huán)螺釘v螺紋聯(lián)接類型主要根據(jù)受力、結(jié)構(gòu)形式、螺紋聯(lián)接類型主要根據(jù)受力、結(jié)構(gòu)形式、裝拆要求等進(jìn)行選擇裝拆要求等進(jìn)行選擇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)

17、基礎(chǔ)聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接v特點(diǎn)：特點(diǎn)：孔與桿間有間隙、被聯(lián)接孔與桿間有間隙、被聯(lián)接件上無需切制螺紋、裝拆方便件上無需切制螺紋、裝拆方便v適用場合：適用場合：經(jīng)常裝拆的一般場合經(jīng)常裝拆的一般場合鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接v特點(diǎn)：特點(diǎn)：孔與桿間無間隙、被聯(lián)接孔與桿間無間隙、被聯(lián)接件上無需切制螺紋、裝拆方便件上無需切制螺紋、裝拆方便v適用場合：適用場合：承受橫向載荷的場合承受橫向載荷的場合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接雙頭螺栓、螺釘聯(lián)接雙頭螺栓、螺釘聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接雙頭螺栓聯(lián)接雙頭螺栓聯(lián)接v特點(diǎn)：特點(diǎn)：孔與桿間有間隙、被聯(lián)接孔與桿間有間隙、被聯(lián)接件上無需切制螺紋、裝拆方便件上無需切制

18、螺紋、裝拆方便v適用場合：適用場合：用于被聯(lián)接件之一較用于被聯(lián)接件之一較厚、經(jīng)常裝拆的場合厚、經(jīng)常裝拆的場合雙頭螺栓、螺釘聯(lián)接雙頭螺栓、螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接v特點(diǎn)：特點(diǎn)：孔與桿間無間隙、被聯(lián)接孔與桿間無間隙、被聯(lián)接件上無需切制螺紋、裝拆方便件上無需切制螺紋、裝拆方便v適用場合：適用場合：被聯(lián)接件之一較厚，被聯(lián)接件之一較厚，且不常裝拆的場合且不常裝拆的場合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接適用場合：適用場合：v多用于軸上零件的固定，多用于軸上零件的固定，傳遞較小的力傳遞較小的力v錐端螺釘聯(lián)接錐端螺釘聯(lián)接v平端螺釘聯(lián)接平端螺釘聯(lián)接v圓柱端螺釘聯(lián)接圓柱端螺釘聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接其他聯(lián)接其他

19、聯(lián)接v地腳螺栓聯(lián)接、地腳螺栓聯(lián)接、吊環(huán)螺栓聯(lián)接吊環(huán)螺栓聯(lián)接、 T形槽螺栓聯(lián)接形槽螺栓聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v螺母擰緊時(shí)螺母擰緊時(shí)預(yù)緊力預(yù)緊力Fs機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接螺栓螺栓預(yù)緊拉力預(yù)緊拉力F F0 0被聯(lián)接件被聯(lián)接件預(yù)緊壓力預(yù)緊壓力F F0 0TFsFsT1T2五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松1 1、預(yù)緊、預(yù)緊螺紋聯(lián)接：松聯(lián)接螺紋聯(lián)接：松聯(lián)接在裝配時(shí)不擰緊，只在裝配時(shí)不擰緊，只存受外載時(shí)才受存受外載時(shí)才受到力的作用到力的作用 緊聯(lián)接緊聯(lián)接在裝配時(shí)需擰緊，即在裝配時(shí)需擰緊，即在承載時(shí)，已預(yù)在承載時(shí)，已預(yù)先受力，預(yù)緊力先受力，預(yù)緊力F F0 0 五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松機(jī)

20、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2）、控制預(yù)緊力的目的：）、控制預(yù)緊力的目的：增強(qiáng)聯(lián)接的剛性、緊密性和提高防松能力。對(duì)于受軸向拉力增強(qiáng)聯(lián)接的剛性、緊密性和提高防松能力。對(duì)于受軸向拉力的螺栓聯(lián)接，還可以提高螺栓的疲勞強(qiáng)度；對(duì)于受橫向載荷的螺栓聯(lián)接，還可以提高螺栓的疲勞強(qiáng)度；對(duì)于受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接，有利于增大聯(lián)接中接合面間的摩擦。的普通螺栓聯(lián)接，有利于增大聯(lián)接中接合面間的摩擦。1）、預(yù)緊的作用：）、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，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)緊以防止連接受載后被連接件之間出現(xiàn)間隙或橫向滑移。

21、預(yù)緊也可以防松。也可以防松。五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接facarFftgdF)(22rT = T1+T2擰緊力矩?cái)Q緊力矩T主要包括：主要包括：螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩T1;螺母螺母支承面上的摩擦阻力矩支承面上的摩擦阻力矩T2。TT1T2 一般情況下，螺紋聯(lián)接都需要擰緊，一般情況下，螺紋聯(lián)接都需要擰緊，對(duì)重要的螺紋，必須控制預(yù)緊力的大小，對(duì)重要的螺紋，必須控制預(yù)緊力的大小，以保證工作的可靠性。以保證工作的可靠性。五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接測力矩扳手測力矩扳手五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松機(jī)械設(shè)計(jì)

22、基礎(chǔ)聯(lián)接定力矩扳手定力矩扳手五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松五、螺紋聯(lián)接預(yù)緊與防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2 2、防松、防松1)1)防松目的防松目的實(shí)際工作中，載荷有振動(dòng)、變化、材料高溫蠕變等會(huì)造成摩擦力實(shí)際工作中，載荷有振動(dòng)、變化、材料高溫蠕變等會(huì)造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動(dòng)，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會(huì)松馳而失效。因此，必須聯(lián)接松動(dòng)，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會(huì)松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會(huì)影響正常工作，造成事故。進(jìn)行防松，否則會(huì)影響正常工作，造成事故。 v問題：問題：v為什么要防松？防松的原理？防

23、松零件的裝配方法？為什么要防松？防松的原理？防松零件的裝配方法？v靜載荷：靜載荷：r rv(自鎖自鎖) + 預(yù)緊后摩擦力預(yù)緊后摩擦力防止松動(dòng)防止松動(dòng)v動(dòng)載荷：動(dòng)載荷：摩擦力減小、消失摩擦力減小、消失不可靠不可靠五、螺紋聯(lián)接防松裝置五、螺紋聯(lián)接防松裝置v螺紋聯(lián)接防松的方法按工作原理可分為螺紋聯(lián)接防松的方法按工作原理可分為:1 摩擦防松摩擦防松2 機(jī)械防松機(jī)械防松3 其它：其它：破壞螺紋副關(guān)系（鉚沖、粘接、焊接）破壞螺紋副關(guān)系（鉚沖、粘接、焊接）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2)2)防松原理防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度。消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度

24、。1 摩擦防松摩擦防松v使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩v彈簧墊圈防松彈簧墊圈防松、自鎖螺母防松、對(duì)頂螺母、自鎖螺母防松、對(duì)頂螺母(雙螺母雙螺母)防松防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接彈力保持一定壓力彈力保持一定壓力切口尖端逆向。切口尖端逆向。1 摩擦防松摩擦防松v使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩v彈簧墊圈防松、彈簧墊圈防松、自鎖螺母防松自鎖螺母防松、對(duì)頂螺母、對(duì)頂螺母(雙螺母雙螺母)防松防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接鑲

25、嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺紋鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺紋中橢圓口螺母。中橢圓口螺母。尼尼龍龍墊墊圈圈1 摩擦防松摩擦防松v使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力，始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩v彈簧墊圈防松、自鎖螺母防松、彈簧墊圈防松、自鎖螺母防松、對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母(雙螺母雙螺母)防松防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)的摩在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩，從而保證摩擦力。擦阻力矩，從而保證摩擦力。v結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。v可靠性不高?？煽啃圆桓摺用于平穩(wěn)、低速

26、、重載。用于平穩(wěn)、低速、重載。下螺母上螺母螺栓2 機(jī)械防松機(jī)械防松v用機(jī)械裝置把螺母和螺栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)用機(jī)械裝置把螺母和螺栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性v開口銷開口銷、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲防松、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接螺栓螺栓開槽螺母開槽螺母開口銷開口銷裝配圖裝配圖2 機(jī)械防松機(jī)械防松v用機(jī)械裝置把螺母和螺栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)用機(jī)械裝置把螺母和螺栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性v開口銷、開口銷、止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲防松、串聯(lián)鋼絲防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2 機(jī)械防松機(jī)械防松v用機(jī)械裝置把螺母和螺

27、栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)用機(jī)械裝置把螺母和螺栓聯(lián)成一體，消除了它們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性v開口銷、止動(dòng)墊圈、開口銷、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲防松串聯(lián)鋼絲防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接串聯(lián)鋼絲防松串聯(lián)鋼絲防松機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接正確錯(cuò)誤v用機(jī)械裝用機(jī)械裝置把螺母置把螺母和螺栓聯(lián)和螺栓聯(lián)成一體，成一體，消除了它消除了它們之間相們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性可能性3 其它：其它：破壞螺紋副關(guān)系破壞螺紋副關(guān)系v焊接焊接v鉚沖鉚沖機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接注意：注意：1）支承面應(yīng)平整）支承面應(yīng)平整螺栓與螺母底面的支承面應(yīng)平整，并與螺螺栓與螺母底面的支承面應(yīng)平整，并與螺栓軸線相垂直，為減小和避免彎曲應(yīng)力

28、，被聯(lián)接件支承面可經(jīng)栓軸線相垂直，為減小和避免彎曲應(yīng)力，被聯(lián)接件支承面可經(jīng)機(jī)加工后支承的凸臺(tái)或沉頭座或斜面墊圈。機(jī)加工后支承的凸臺(tái)或沉頭座或斜面墊圈。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接注意：注意：2）扳手空間）扳手空間螺栓排列應(yīng)有合理的釘距、邊距，注意留有必螺栓排列應(yīng)有合理的釘距、邊距，注意留有必要的扳手空間。扳手空間的具體尺寸可查有關(guān)手冊(cè)。要的扳手空間。扳手空間的具體尺寸可查有關(guān)手冊(cè)。六、螺栓聯(lián)接的計(jì)算六、螺栓聯(lián)接的計(jì)算松螺栓聯(lián)接：松螺栓聯(lián)接：無預(yù)緊力，只有工作拉力無預(yù)緊力，只有工作拉力緊螺栓聯(lián)接：緊螺栓聯(lián)接：有預(yù)緊力，還有工作拉力有預(yù)緊力，還有工作拉力1 失效形式失效形式2 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟3 松螺栓聯(lián)接強(qiáng)

29、度設(shè)計(jì)松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)4 緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)僅受預(yù)緊力僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接的緊螺栓聯(lián)接受偏心載荷受偏心載荷的緊螺栓聯(lián)接的緊螺栓聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接螺栓組聯(lián)接螺栓組聯(lián)接1 失效形式失效形式失效形式：失效形式：v受拉螺栓（受軸向載荷和橫向載荷的普通螺栓）受拉螺栓（受軸向載荷和橫向載荷的普通螺栓） 主要主要破壞形式破壞形式為螺栓桿和螺紋部分可能發(fā)生塑性變形或?yàn)槁菟U和螺紋部分可能發(fā)生塑性變形或斷裂；斷裂；計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則是：保證螺栓的靜力（或疲勞）拉伸強(qiáng)是：保證螺栓的靜力（或疲勞）拉伸強(qiáng)度。

30、度。v受剪螺栓（受橫向載荷的鉸制孔螺栓）受剪螺栓（受橫向載荷的鉸制孔螺栓）主要破壞主要破壞形形式是螺栓桿與孔壁間壓潰或螺栓桿被剪斷，式是螺栓桿與孔壁間壓潰或螺栓桿被剪斷，計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則是是：保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。其聯(lián)接的擠：保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。其聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對(duì)聯(lián)接的可靠性起決定性的作用。壓強(qiáng)度對(duì)聯(lián)接的可靠性起決定性的作用。v經(jīng)常裝拆因磨損而發(fā)生滑扣經(jīng)常裝拆因磨損而發(fā)生滑扣機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接1 失效形式失效形式v普通螺栓主要為普通螺栓主要為螺紋部分發(fā)生斷裂螺紋部分發(fā)生斷裂v受剪螺栓受剪螺栓(鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓)主要為壓潰和剪切主要為壓潰和剪切機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2

31、設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟一般設(shè)計(jì)步驟：一般設(shè)計(jì)步驟：v螺栓組受力和失效分析螺栓組受力和失效分析找出受力最大的螺栓找出受力最大的螺栓 單個(gè)螺栓單個(gè)螺栓受力分析和失效分析受力分析和失效分析 單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算確定螺栓的尺確定螺栓的尺寸（直徑、長度）寸（直徑、長度）v試算法：試算法：先選定一個(gè)螺栓直徑先選定一個(gè)螺栓直徑d 查查 計(jì)算計(jì)算d1。v若若d1與與d1（假定的小徑）相近，則合用；否則再選（假定的小徑）相近，則合用；否則再選機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接3 松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)v受載荷形式受載荷形式軸向拉伸軸向拉伸(工作拉力工作拉力F)v失效形式失效形式螺栓拉斷螺栓拉斷 (靜、疲勞靜、

32、疲勞)v設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證螺栓拉伸強(qiáng)度保證螺栓拉伸強(qiáng)度v強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： v設(shè)計(jì)計(jì)算方法：設(shè)計(jì)計(jì)算方法：v校核式校核式 :v設(shè)計(jì)式設(shè)計(jì)式:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接 214dFAF41Fd F4 緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接v受載荷形式受載荷形式擰緊后擰緊后:軸向拉伸軸向拉伸(工作拉力工作拉力Fs)v 擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸Fs 、扭力、扭力Tv失效形式失效形式螺栓拉斷螺栓拉斷 (拉、扭綜合作用拉、扭綜合作用)v設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證螺栓拉伸強(qiáng)度保證螺栓拉伸強(qiáng)度v強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： v設(shè)計(jì)計(jì)算方法：設(shè)計(jì)計(jì)算方法：v校核式校

33、核式 :機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接TFsFs擰緊力矩?cái)Q緊力矩T T剪應(yīng)力剪應(yīng)力預(yù)緊拉力預(yù)緊拉力F FS S拉應(yīng)力拉應(yīng)力5 .03 . 1)5 . 0( 3322224/3 . 121dFSx1.341SFdv設(shè)計(jì)式設(shè)計(jì)式:(2) 受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接橫向載荷：力作用線與螺栓軸線垂直v受載荷形式受載荷形式工作載荷作用之前工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力，螺栓已受預(yù)緊力 FS作用作用v （擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸FS 、扭力、扭力T）v 擰緊后擰緊后: 預(yù)緊力預(yù)緊力 Fsv失效形式失效形式 相同否相同否？兩種情況的工作原理不同！機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接普通螺栓普通螺栓鉸制孔螺栓

34、鉸制孔螺栓受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接橫向載荷：力作用線與螺栓軸線垂直v受載荷形式受載荷形式擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸Fs 、扭力扭力Tv失效形式失效形式螺栓拉斷螺栓拉斷 (拉、扭綜合作用拉、扭綜合作用)v設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證螺栓拉伸強(qiáng)度保證螺栓拉伸強(qiáng)度v強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件： v設(shè)計(jì)計(jì)算方法設(shè)計(jì)計(jì)算方法：v問題：預(yù)緊力問題：預(yù)緊力Fs應(yīng)滿足的條件應(yīng)滿足的條件?與橫向載荷與橫向載荷F有何關(guān)系有何關(guān)系？v依據(jù)：被聯(lián)接件不滑移依據(jù)：被聯(lián)接件不滑移接合面摩擦力接合面摩擦力F Fv即：即：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接FSFSFFTFSFSv校核式校核式 :4/3 . 121 dFSx1

35、.341 SFd v設(shè)計(jì)式設(shè)計(jì)式:FzmfFS2 . 1mfFFS2 . 1討論：討論：f=0.2時(shí)，時(shí)，F(xiàn)S=?F受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接v受載荷形式受載荷形式擰緊過程中擰緊過程中:軸向拉伸軸向拉伸Fs 、扭力扭力T(預(yù)緊力小，計(jì)算時(shí)可忽略預(yù)緊力小，計(jì)算時(shí)可忽略)v 工作時(shí)：工作時(shí)：橫向載荷橫向載荷Fv失效形式失效形式側(cè)面壓潰及螺栓剪切側(cè)面壓潰及螺栓剪切v設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證擠壓、剪切強(qiáng)度保證擠壓、剪切強(qiáng)度v強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件： p p、 v設(shè)計(jì)計(jì)算方法：設(shè)計(jì)計(jì)算方法：v擠壓強(qiáng)度：擠壓強(qiáng)度：v剪切強(qiáng)度：剪切強(qiáng)度：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接min0ppLdF420 dF討論：討

36、論：v普通螺栓受橫向載荷普通螺栓受橫向載荷F時(shí)，為保證結(jié)合面時(shí)，為保證結(jié)合面不發(fā)生滑移，靠結(jié)合面的摩擦力抵抗不發(fā)生滑移，靠結(jié)合面的摩擦力抵抗Fv預(yù)緊力預(yù)緊力Fs的大小，根據(jù)接合面不發(fā)生滑移的大小，根據(jù)接合面不發(fā)生滑移的條件確定的條件確定vf=0.2時(shí)，時(shí)，F(xiàn)S=6Fv結(jié)論：結(jié)論：v橫向載荷過大的情況下，不適宜用普通螺栓橫向載荷過大的情況下，不適宜用普通螺栓v必須采用普通螺栓時(shí)，應(yīng)配合必須采用普通螺栓時(shí)，應(yīng)配合減載銷、鍵或減載套筒減載銷、鍵或減載套筒使用使用v宜采用鉸制孔螺栓宜采用鉸制孔螺栓v減載裝置強(qiáng)度計(jì)算同鉸制孔螺栓計(jì)算減載裝置強(qiáng)度計(jì)算同鉸制孔螺栓計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接FSFsFFTx1.34

37、1 SFd FFfS2.1(3) 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接v受載荷形式受載荷形式擰緊過程中擰緊過程中: 軸向拉伸軸向拉伸Fs 、扭力扭力Tv工作時(shí)，工作時(shí)，再承受工作載荷再承受工作載荷Fv此時(shí)，螺栓所受的總拉力此時(shí)，螺栓所受的總拉力:vF0 = FS+F ?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接TFSFSFFF0F0v須根據(jù)靜力平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件求解須根據(jù)靜力平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件求解v 汽缸蓋的連接汽缸蓋的連接受力和變形關(guān)系受力和變形關(guān)系變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件: l l1 1 l lb l l機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接F0F+FSF0=F+FSl l1l lb l l1 l lbTFSFSFFF0

38、F0FsFsFsFs預(yù)緊預(yù)緊FS受載受載F螺栓螺栓被聯(lián)接件被聯(lián)接件拉力拉力FS，伸長，伸長l l1壓力壓力FS，壓縮，壓縮l lb拉力拉力F0, 伸長伸長l l1 1 l l1 1壓力壓力FS, 壓縮壓縮l lb - l lb未預(yù)緊未預(yù)緊 未受力、無變形未受力、無變形未受力、無變形未受力、無變形FF受力變形線圖受力變形線圖應(yīng)變與力關(guān)系應(yīng)變與力關(guān)系:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接FS：殘余預(yù)緊力：殘余預(yù)緊力v防止受載后接合防止受載后接合面產(chǎn)生縫隙面產(chǎn)生縫隙v根據(jù)緊密性要求根據(jù)緊密性要求選取，見選取，見p97預(yù)緊預(yù)緊FS受載受載F螺栓螺栓被聯(lián)接件被聯(lián)接件拉力拉力FS，伸長，伸長l l1壓力壓力FS，壓縮，壓縮l

39、 lb拉力拉力F0, 伸長伸長l l1 1 l l壓力壓力FS, 壓縮壓縮l lb - l l未預(yù)緊未預(yù)緊 未受力、無變形未受力、無變形未受力、無變形未受力、無變形形變形變l l力力Fl l1l lbllFSFF0FS被聯(lián)接件被聯(lián)接件螺栓螺栓l lbCFAEF l l受軸向載荷螺栓強(qiáng)度計(jì)算受軸向載荷螺栓強(qiáng)度計(jì)算v螺栓受到的總拉力螺栓受到的總拉力F0= F+ FSv則螺栓強(qiáng)度計(jì)算公式：則螺栓強(qiáng)度計(jì)算公式：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v校核式校核式 :4/3 . 1210 dFx1.3401 Fd v設(shè)計(jì)式設(shè)計(jì)式:(4) 受偏心載荷的緊螺栓聯(lián)接受偏心載荷的緊螺栓聯(lián)接v螺栓受到的總拉力除工作時(shí)總拉力外，螺栓受到

40、的總拉力除工作時(shí)總拉力外，還附加偏心彎矩作用，螺栓總拉應(yīng)力還附加偏心彎矩作用，螺栓總拉應(yīng)力大很多大很多v避免受偏心載荷避免受偏心載荷v方法：方法：避免使用鉤頭螺栓；加工凸臺(tái)避免使用鉤頭螺栓；加工凸臺(tái)或凹臺(tái)使支撐面平整或凹臺(tái)使支撐面平整機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接七、螺栓材料和許用應(yīng)力七、螺栓材料和許用應(yīng)力v材料：材料：一般用途：一般用途：低碳鋼或中碳鋼低碳鋼或中碳鋼 (3545及及Q235Q275)重要聯(lián)接：重要聯(lián)接：合金鋼（合金鋼（ 40Cr、30CrMnTi ）v國標(biāo)國標(biāo)(GB/T 3098.1_2000)規(guī)定螺栓按材料的力學(xué)性能分出十個(gè)等級(jí)：規(guī)定螺栓按材料的力學(xué)性能分出十個(gè)等級(jí)：v3.6, 4.6,

41、 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9v規(guī)則：規(guī)則：小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示 B/100, 小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字表示10 S/ Bv如：如：5.8級(jí)：表示級(jí)：表示 B=500MPa ， S=400MPav許用應(yīng)力：許用應(yīng)力：表表10-7機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接v計(jì)算螺栓小徑時(shí)采用試算法來選用計(jì)算螺栓小徑時(shí)采用試算法來選用s s 下一頁下一頁影響聯(lián)接強(qiáng)度的因素很多，如材影響聯(lián)接強(qiáng)度的因素很多，如材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、工藝、螺紋牙間、料、結(jié)構(gòu)、尺寸、工藝、螺紋牙間、載荷分布、應(yīng)力幅度、機(jī)械性能，而載荷分布、應(yīng)力幅度、機(jī)械性能，而螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度又主要取

42、決于螺栓的螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度又主要取決于螺栓的強(qiáng)度強(qiáng)度。 八八 、 提高螺栓強(qiáng)度的措施提高螺栓強(qiáng)度的措施（1）保持預(yù)緊力不變降低螺栓剛度）保持預(yù)緊力不變降低螺栓剛度aCLFKC途經(jīng)：腰狀桿螺栓空心螺栓。途經(jīng)：腰狀桿螺栓空心螺栓。 螺母下面安裝彈性元件。螺母下面安裝彈性元件。 降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅 下一頁下一頁上一頁上一頁（2）保持預(yù)緊力不變?cè)龃蟊贿B接件剛度）保持預(yù)緊力不變?cè)龃蟊贿B接件剛度 aCFFKC（3）同時(shí)同時(shí)降低螺栓剛性，增大被連接件剛度降低螺栓剛性，增大被連接件剛度 可以不用墊片或采可以不用墊片或采用剛度較大的墊片。有用剛度較大的墊片。有緊密性要求的連接

43、，采緊密性要求的連接，采用剛度較大的金屬墊片用剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)。或密封環(huán)。下一頁下一頁上一頁上一頁改善螺紋牙間載荷分布不均狀況改善螺紋牙間載荷分布不均狀況 螺栓螺紋牙受拉伸長，螺母螺螺栓螺紋牙受拉伸長，螺母螺紋紋牙受壓縮短，螺距變化差以緊靠支承牙受壓縮短，螺距變化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應(yīng)變最大，應(yīng)力面處第一圈為最大，應(yīng)變最大，應(yīng)力最大，其余各圈依次遞減。圈數(shù)過多最大，其余各圈依次遞減。圈數(shù)過多的螺母，并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。的螺母，并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。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)斜螺母改善螺紋牙上的載荷分布不均的措施改善螺紋牙上的載荷分布不均的措施減小應(yīng)力集中和

44、避免附加彎曲應(yīng)力減小應(yīng)力集中和避免附加彎曲應(yīng)力 (a)加大圓角加大圓角（）減小應(yīng)力集中（）減小應(yīng)力集中（2）避免附加彎曲應(yīng)力）避免附加彎曲應(yīng)力原因原因如何避免如何避免采用合理的制造工藝方法采用合理的制造工藝方法采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法。采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法。(b)卸載槽卸載槽(c)卸載過渡結(jié)構(gòu)卸載過渡結(jié)構(gòu)鉤頭螺栓連接鉤頭螺栓連接支承面不平支承面不平被連接件剛度小被連接件剛度小螺母孔不正螺母孔不正(a)斜墊圈斜墊圈(b)球面墊圈球面墊圈例題：例題：有一普通螺紋連接，需控制預(yù)緊力，每個(gè)螺栓所受軸有一普通螺紋連接，需控制預(yù)緊力，每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為向工作載荷為3.8

45、KN，螺栓材料為，螺栓材料為45鋼，其許用應(yīng)力鋼，其許用應(yīng)力為為120Mpa，采用，采用M16的螺栓，試校核此螺栓連接的的螺栓，試校核此螺栓連接的強(qiáng)度。強(qiáng)度。例題：例題：有一普通螺紋連接，需控制預(yù)緊力，每個(gè)螺栓所受軸有一普通螺紋連接，需控制預(yù)緊力，每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為向工作載荷為3.8KN，螺栓材料為，螺栓材料為45鋼，其許用應(yīng)力鋼，其許用應(yīng)力為為120Mpa，采用，采用M16的螺栓，試校核此螺栓連接的的螺栓，試校核此螺栓連接的強(qiáng)度。強(qiáng)度。作業(yè)一：作業(yè)一：圖為受橫向載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，采用兩個(gè)圖為受橫向載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，采用兩個(gè)M16的的普通螺栓，螺栓的許用應(yīng)力為普通螺栓，螺栓的許

46、用應(yīng)力為60Mpa，接合面間的摩，接合面間的摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為f=0.13,可靠性系數(shù)為可靠性系數(shù)為1.3,試求在一般擰緊情試求在一般擰緊情況下，此鏈接所能傳遞的最大橫向載荷況下，此鏈接所能傳遞的最大橫向載荷R。作業(yè)二：螺紋連接為什么要防松？有哪幾類防松方法？作業(yè)二：螺紋連接為什么要防松？有哪幾類防松方法？（螺紋鏈接都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變換（螺紋鏈接都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變換不大時(shí)不會(huì)自動(dòng)松脫。）在沖擊、振動(dòng)和變載荷的作不大時(shí)不會(huì)自動(dòng)松脫。）在沖擊、振動(dòng)和變載荷的作用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，聯(lián)接任有可能松用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，聯(lián)接任有可能松脫。高溫的螺紋聯(lián)

47、接，由于穩(wěn)定變形差異等原因，也脫。高溫的螺紋聯(lián)接，由于穩(wěn)定變形差異等原因，也有可能發(fā)生松脫現(xiàn)象。因襲必須考慮防松。有可能發(fā)生松脫現(xiàn)象。因襲必須考慮防松。防松的方法有：摩擦防松（如雙螺母、彈簧墊圈、鎖防松的方法有：摩擦防松（如雙螺母、彈簧墊圈、鎖緊螺母）；機(jī)械防松（如開口銷與六角開槽螺母、止緊螺母）；機(jī)械防松（如開口銷與六角開槽螺母、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲）；永久性防松（如沖點(diǎn)鉚住、粘動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲）；永久性防松（如沖點(diǎn)鉚住、粘接）接）1.三角形螺紋用于（），矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋用于（）。三角形螺紋用于（），矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋用于（）。A連接，傳動(dòng)連接，傳動(dòng) B. 連接，調(diào)整

48、連接，調(diào)整 C. 連接，轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng) D. 傳動(dòng)，調(diào)整傳動(dòng)，調(diào)整2.螺栓連接的材料一般采用（），對(duì)重要的或有特殊用途的螺栓連接，螺栓連接的材料一般采用（），對(duì)重要的或有特殊用途的螺栓連接，可用（）?？捎茫ǎ鑄鐵鑄鐵 B. 碳素鋼碳素鋼 C. 合金鋼合金鋼 D. 非金屬材料非金屬材料3.計(jì)算導(dǎo)程角時(shí)，使用螺紋的（）。計(jì)算導(dǎo)程角時(shí)，使用螺紋的（）。A小徑小徑 B. 中徑中徑 C. 大徑大徑 D. 根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定4.在汽車底盤中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，目的是（）。在汽車底盤中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，目的是（）。A提高強(qiáng)度和剛度提高強(qiáng)度和剛度 B. 實(shí)現(xiàn)自鎖實(shí)現(xiàn)自鎖

49、 C. 防松防松 D. 減小每圈螺紋牙上的減小每圈螺紋牙上的受力受力5.普通螺紋受橫向載荷時(shí)，主要靠（）來承受橫向載荷。普通螺紋受橫向載荷時(shí)，主要靠（）來承受橫向載荷。A螺桿受擠壓螺桿受擠壓 B. 螺桿受剪切螺桿受剪切 C. 接合面的摩擦力接合面的摩擦力 D. 以上均不對(duì)以上均不對(duì)例題例題1：1.三角形螺紋用于（三角形螺紋用于（A），矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋用于（）。），矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋用于（）。A連接，傳動(dòng)連接，傳動(dòng) B. 連接，調(diào)整連接，調(diào)整 C. 連接，轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng) D. 傳動(dòng)，調(diào)整傳動(dòng)，調(diào)整2.螺栓連接的材料一般采用（螺栓連接的材料一般采用（B），對(duì)重要的或有特殊

50、用途的螺栓連接，），對(duì)重要的或有特殊用途的螺栓連接，可用（可用（C）。）。A鑄鐵鑄鐵 B. 碳素鋼碳素鋼 C. 合金鋼合金鋼 D. 非金屬材料非金屬材料3.計(jì)算導(dǎo)程角時(shí)，使用螺紋的（計(jì)算導(dǎo)程角時(shí)，使用螺紋的（B）。）。A小徑小徑 B. 中徑中徑 C. 大徑大徑 D. 根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定4.在汽車底盤中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，目的是（在汽車底盤中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，目的是（C）。）。A提高強(qiáng)度和剛度提高強(qiáng)度和剛度 B. 實(shí)現(xiàn)自鎖實(shí)現(xiàn)自鎖 C. 防松防松 D. 減小每圈螺紋牙上的減小每圈螺紋牙上的受力受力5.普通螺紋受橫向載荷時(shí)，主要靠（普通螺紋受橫向載荷時(shí)，主要靠（

51、C）來承受橫向載荷。）來承受橫向載荷。A螺桿受擠壓螺桿受擠壓 B. 螺桿受剪切螺桿受剪切 C. 接合面的摩擦力接合面的摩擦力 D. 以上均不對(duì)以上均不對(duì)例題例題1：一、鍵聯(lián)接的分類及結(jié)構(gòu)二、鍵的強(qiáng)度校核三、花鍵聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的分類及結(jié)構(gòu)一、鍵聯(lián)接的分類及結(jié)構(gòu)v目的：目的：v鍵是用來實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩（靜聯(lián)鍵是用來實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩（靜聯(lián)接），或?qū)崿F(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)（動(dòng)聯(lián)接接），或?qū)崿F(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)（動(dòng)聯(lián)接 ）v它是標(biāo)準(zhǔn)件它是標(biāo)準(zhǔn)件v分類：分類：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接松聯(lián)接松聯(lián)接緊聯(lián)接緊聯(lián)接楔鍵楔鍵（靜聯(lián)接，單向

52、軸向固定）（靜聯(lián)接，單向軸向固定）平鍵平鍵半圓鍵半圓鍵 （靜聯(lián)接）（靜聯(lián)接）普通平鍵普通平鍵 （靜聯(lián)接）（靜聯(lián)接）導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 （動(dòng)聯(lián)接）（動(dòng)聯(lián)接）花鍵花鍵1 松聯(lián)接松聯(lián)接（1）平鍵聯(lián)接）平鍵聯(lián)接v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):鍵兩側(cè)與鍵槽相配合鍵兩側(cè)與鍵槽相配合(靜聯(lián)接為過渡靜聯(lián)接為過渡配合配合, 動(dòng)聯(lián)接為間隙配合動(dòng)聯(lián)接為間隙配合), 上端面與輪轂上端面與輪轂鍵槽底面有間隙鍵槽底面有間隙v工作原理工作原理:兩側(cè)面是工作面，靠兩側(cè)面擠兩側(cè)面是工作面，靠兩側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩壓傳遞轉(zhuǎn)矩v失效形式失效形式:v靜聯(lián)接：工作面擠潰，鍵剪斷靜聯(lián)接：工作面擠潰，鍵剪斷v動(dòng)聯(lián)接：工作面磨損動(dòng)聯(lián)接：工作面磨損v特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡

53、單，裝折方便，對(duì)中性好，承載能力大，應(yīng)用廣泛結(jié)構(gòu)簡單，裝折方便，對(duì)中性好，承載能力大，應(yīng)用廣泛v成對(duì)使用成對(duì)使用: :v承載能力不夠時(shí)采用承載能力不夠時(shí)采用, 按按 180布置兩個(gè)鍵。一對(duì)平鍵按布置兩個(gè)鍵。一對(duì)平鍵按1.5 個(gè)鍵計(jì)算個(gè)鍵計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接平鍵分類平鍵分類v普通平鍵普通平鍵v(圓頭圓頭)型：型：立銑刀，鍵定位好，軸應(yīng)力集中大立銑刀，鍵定位好，軸應(yīng)力集中大v(平頭平頭)型：型：盤銑刀，軸向鍵無定位，應(yīng)力集中小盤銑刀，軸向鍵無定位，應(yīng)力集中小v(單圓頭單圓頭)型：型：立銑刀加工，用于軸端立銑刀加工，用于軸端機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接平鍵分類平鍵分類v導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵：鍵固定于軸上鍵固定于軸上

54、, 滑移距離小滑移距離小機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接導(dǎo)向鍵連導(dǎo)向鍵連接接滑鍵連接滑鍵連接(2) 半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): v工作原理工作原理: v兩側(cè)面是工作面，側(cè)面兩側(cè)面是工作面，側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩?cái)D壓傳遞轉(zhuǎn)矩v構(gòu)造與加工構(gòu)造與加工:v鍵鍵: 用圓鋼切制或沖壓用圓鋼切制或沖壓后磨削后磨削v鍵槽鍵槽: 盤狀銑刀加工盤狀銑刀加工v失效形式失效形式: 鍵剪斷鍵剪斷, 工作面壓潰工作面壓潰v特點(diǎn)特點(diǎn): 便于安裝便于安裝, 對(duì)中好對(duì)中好, 用于錐形軸端用于錐形軸端, 但對(duì)軸削弱大但對(duì)軸削弱大v成對(duì)使用成對(duì)使用: 承載能力不夠時(shí)用承載能力不夠時(shí)用, 沿同一沿同一母線布置母線布置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接工作面工作面2

55、緊聯(lián)接緊聯(lián)接v楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 鍵側(cè)與鍵槽有間隙鍵側(cè)與鍵槽有間隙 , 上下面楔緊上下面楔緊v工作原理工作原理: 上下面為工作面，靠摩擦力傳上下面為工作面，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩遞轉(zhuǎn)矩v圓頭楔鍵、圓頭楔鍵、方頭楔鍵、方頭楔鍵、鉤頭楔鍵鉤頭楔鍵機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接圓頭楔鍵連接圓頭楔鍵連接 平頭楔鍵連接平頭楔鍵連接 鉤頭楔鍵連接鉤頭楔鍵連接 2 緊聯(lián)接緊聯(lián)接v失效形式失效形式: 工作面壓潰工作面壓潰v特點(diǎn)特點(diǎn): 簡單簡單, 且可實(shí)現(xiàn)輪轂在軸上單向軸且可實(shí)現(xiàn)輪轂在軸上單向軸向固定向固定v楔緊產(chǎn)生偏心楔緊產(chǎn)生偏心, 對(duì)中性差對(duì)中性差,且受到?jīng)_擊，變且受到?jīng)_擊，變載荷時(shí)易松脫，故適用于對(duì)精度要求不載荷時(shí)

56、易松脫，故適用于對(duì)精度要求不高，載荷平穩(wěn)的低速場合。高，載荷平穩(wěn)的低速場合。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接2 緊聯(lián)接緊聯(lián)接v切向鍵聯(lián)接切向鍵聯(lián)接v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 兩楔鍵擠壓后的上下面為工作面，沿軸的切線方向兩楔鍵擠壓后的上下面為工作面，沿軸的切線方向楔緊；楔緊；v工作原理工作原理:只能傳遞單方向扭矩。只能傳遞單方向扭矩。v特點(diǎn)特點(diǎn):適用于大載荷，對(duì)中要求不嚴(yán)的場合。適用于大載荷，對(duì)中要求不嚴(yán)的場合。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接工作面二、鍵的強(qiáng)度校核二、鍵的強(qiáng)度校核v1 鍵的選擇鍵的選擇v鍵是標(biāo)準(zhǔn)零件：鍵是標(biāo)準(zhǔn)零件：p104表表7-2v材料多采用碳素鋼材料多采用碳素鋼v鍵的類型選擇鍵的類型選擇根據(jù)使用要求和工作條件根據(jù)使用要求和工作條件:v轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、載荷性質(zhì)、是否移動(dòng)、對(duì)中性轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、載荷性質(zhì)、是否移動(dòng)、對(duì)中性v鍵的尺寸選擇鍵的尺寸選擇（同時(shí)確定配合類型）（同時(shí)確定配合類型）:v工作要求工作要求 鍵的種類鍵的種類按軸徑按軸徑d選鍵的剖面尺寸及確定選鍵的剖面尺寸及確定b 、 h選鍵長選鍵長L（標(biāo)準(zhǔn)）（標(biāo)準(zhǔn)） v普