華科 機(jī)械設(shè)計 第10章-連接設(shè)計

1、機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計可可 拆拆 連連 接：接：不可拆連接：不可拆連接：螺紋連接、鍵及花鍵連接、銷連接螺紋連接、鍵及花鍵連接、銷連接焊接、鉚接、粘接焊接、鉚接、粘接機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺紋連接連接設(shè)計螺紋連接螺紋牙型螺紋牙型三角螺紋三角螺紋普通螺紋普通螺紋矩形螺紋矩形螺紋鋸齒型螺紋鋸齒型螺紋梯形螺紋梯形螺紋管管 螺螺 紋紋管路連接管路連接一般連接一般連接效率高，用于傳動效率高，用于傳動10- -1 螺紋的類型及主要參數(shù)螺紋的類型及主要參數(shù)( (公制公制) )( (英制英制) )機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺紋連接連接設(shè)計螺紋連接d (D) 螺紋大徑，公稱直徑螺紋大徑，公稱

2、直徑d1 (D1) 螺紋小徑螺紋小徑d2 (D2) 螺紋中徑螺紋中徑n 螺紋線數(shù)螺紋線數(shù)p 螺距螺距S 導(dǎo)程，導(dǎo)程，S = np 螺紋升角螺紋升角( ( d2 圓周上圓周上) ) 牙型角，牙型角，牙側(cè)角牙側(cè)角h 螺牙工作高度螺牙工作高度2tandS 連接螺紋通常連接螺紋通常 n=1機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋副受力分析連接設(shè)計螺旋副受力分析螺紋旋向螺紋旋向 常用右旋，特殊要求時用左旋常用右旋，特殊要求時用左旋粗牙螺紋粗牙螺紋 一般連接一般連接細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋 d1大、強(qiáng)度大、自鎖性好大、強(qiáng)度大、自鎖性好10- -2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖1、矩形

3、螺紋矩形螺紋（= 0)螺旋副受力分析：螺旋副受力分析：機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋副受力分析連接設(shè)計螺旋副受力分析221dFT )tan(22a dFF = Fatan( +）摩擦角摩擦角 = arctand2vs+ T1 也是螺旋副阻力矩也是螺旋副阻力矩 tan螺旋副的效率：螺旋副的效率：輸輸入入功功輸輸出出功功 )tan(22tan2a2a dFdF1a2 TSF )tan(tan 由此可見，由此可見，增加增加效率提高效率提高機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋副受力分析連接設(shè)計螺旋副受力分析另一方面，當(dāng)滑塊等速下滑時另一方面，當(dāng)滑塊等速下滑時FaFd2RNvsN FR

4、Fa- - F = Fatan( (- -）SFTa12 tan)tan( 若若 ，則則 F 0 , 此時螺旋副具有自鎖性此時螺旋副具有自鎖性Fa 變成驅(qū)動力；變成驅(qū)動力；（直線運(yùn)動變回轉(zhuǎn)運(yùn)動）（直線運(yùn)動變回轉(zhuǎn)運(yùn)動）F 變成阻力變成阻力 tan)tan(222a2adFdF 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋副受力分析連接設(shè)計螺旋副受力分析對于連接螺紋，必須具有自鎖性，對于連接螺紋，必須具有自鎖性，以防螺母松脫。以防螺母松脫。對于某些傳力螺旋，要求自鎖。對于某些傳力螺旋，要求自鎖。對于對于傳遞運(yùn)動的螺旋副傳遞運(yùn)動的螺旋副，要求效率高，不需自鎖。，要求效率高，不需自鎖。機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第

5、十章第十章 連接設(shè)計螺旋副受力分析連接設(shè)計螺旋副受力分析2、三角螺紋（、三角螺紋（30o）或其他非矩形螺紋）或其他非矩形螺紋比較矩形螺紋與三角螺紋的受力比較矩形螺紋與三角螺紋的受力（忽略升角（忽略升角的影響）的影響）三角螺紋的摩擦力：三角螺紋的摩擦力： NF avF cosaF 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù) cosv 當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角用用v、v 代替代替、，得到三角螺紋的受力及效率公式：得到三角螺紋的受力及效率公式：螺紋阻力矩：螺紋阻力矩：)tan(2v2a1 dFT螺旋副效率：螺旋副效率：)tan(tanv 因因v ，故，故自鎖性好自鎖性好這就是三角螺紋這就是三角螺紋用于連接的原因用于連接的

6、原因vtan 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺紋連接類型連接設(shè)計螺紋連接類型10- -3 螺紋連接設(shè)計螺紋連接設(shè)計一、螺紋連接的基本類型一、螺紋連接的基本類型1）螺栓連接）螺栓連接 2）雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 3）螺釘連接）螺釘連接 4）緊定螺釘連接）緊定螺釘連接 用于被連接件不厚的場合，最常見用于被連接件不厚的場合，最常見 被連接件之一太厚、常拆被連接件之一太厚、常拆 被連接件之一太厚、不常拆被連接件之一太厚、不常拆 常用于固定軸上零件常用于固定軸上零件機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺紋連接預(yù)緊連接設(shè)計螺紋連接預(yù)緊1、螺紋連接的預(yù)緊、螺紋連接的預(yù)緊預(yù)緊的目的：預(yù)緊的目的：

7、防止連接松脫，增強(qiáng)可靠性防止連接松脫，增強(qiáng)可靠性 使接合面具有足夠的緊密性使接合面具有足夠的緊密性 利用摩擦力承受橫向工作載荷利用摩擦力承受橫向工作載荷擰緊力矩擰緊力矩 T ：T = T1+T2)tan(2v2 dF)4(0wcddFf )N.mm(2.0dF )tan(2v2a1 dFTT1 螺紋副阻力矩螺紋副阻力矩T2 螺母支承面摩擦阻力矩螺母支承面摩擦阻力矩對于對于M10M68的普通的普通粗牙螺紋：粗牙螺紋：取取v= tanv0.15 fc 0.15據(jù)此控制據(jù)此控制 T，以達(dá)到控制，以達(dá)到控制F 的的目的。的的目的。fc 支承面摩擦系數(shù)支承面摩擦系數(shù)機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計

8、螺紋連接防松連接設(shè)計螺紋連接防松控制控制 T 的方法：的方法：定力矩扳手定力矩扳手測力矩扳手測力矩扳手風(fēng)動扳手風(fēng)動扳手2、螺紋連接的防松、螺紋連接的防松了解：了解：1）為什么要防松？）為什么要防松？ 2）防松的原理摩擦防松及機(jī)械防松；）防松的原理摩擦防松及機(jī)械防松； 3）防松零件的裝配方法。）防松零件的裝配方法。機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計1、接合面形狀應(yīng)、接合面形狀應(yīng)常為正方形、矩形、常為正方形、矩形、圓形、三角形等圓形、三角形等簡單、軸對稱簡單、軸對稱工程實際中，螺紋連接通常被成組使用工程實際中，螺紋連接通常被成組使用應(yīng)合理確定接合面形狀、螺栓數(shù)目、布置形

9、式等應(yīng)合理確定接合面形狀、螺栓數(shù)目、布置形式等2、布置在同一分布圓上的螺栓應(yīng)取偶數(shù)、布置在同一分布圓上的螺栓應(yīng)取偶數(shù), ,便于鉆孔時分度畫線便于鉆孔時分度畫線機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計4、合理確定螺栓的間距和邊距，保證足夠的扳手空間、合理確定螺栓的間距和邊距，保證足夠的扳手空間3、合理布置螺栓，使其受載減小、合理布置螺栓，使其受載減小受旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)力矩作用時受旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)力矩作用時,盡量將螺栓遠(yuǎn)離接合面的盡量將螺栓遠(yuǎn)離接合面的對稱軸布置對稱軸布置機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計連接設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計5、同一螺栓組，螺栓材料、尺寸應(yīng)相同，、同一螺栓組，螺栓

10、材料、尺寸應(yīng)相同，以便減少零件規(guī)格、品種以便減少零件規(guī)格、品種6、支承面應(yīng)光潔、平整，并與軸線垂直，、支承面應(yīng)光潔、平整，并與軸線垂直，避免螺栓受附加彎矩作用避免螺栓受附加彎矩作用機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計強(qiáng)度計算連接設(shè)計強(qiáng)度計算普通螺栓連接普通螺栓連接鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接橫向工作載荷橫向工作載荷軸向工作載荷軸向工作載荷外載方向垂直于螺栓軸線外載方向垂直于螺栓軸線外載方向平行于螺栓軸線外載方向平行于螺栓軸線用于軸向或橫向工作載荷用于軸向或橫向工作載荷用于橫向工作載荷用于橫向工作載荷螺栓連接的失效形式：螺栓連接的失效形式：對于普通螺栓連接：對于普通螺栓連接：螺栓桿在制有螺

11、紋的部分被拉斷螺栓桿在制有螺紋的部分被拉斷對于鉸制孔用螺栓連接：對于鉸制孔用螺栓連接：工作面被壓潰或剪斷工作面被壓潰或剪斷機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計松螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計松螺栓連接強(qiáng)度計算不擰緊，無預(yù)緊力不擰緊，無預(yù)緊力 F1、松螺栓連接的強(qiáng)度計算、松螺栓連接的強(qiáng)度計算螺栓所受拉力螺栓所受拉力工作載荷工作載荷 F=危險截面的強(qiáng)度條件：危險截面的強(qiáng)度條件：AF 2141dF F拉力；拉力；A；設(shè)計式：設(shè)計式：mm41 Fd d1螺紋小徑螺紋小徑根據(jù)計算所得的根據(jù)計算所得的 d1 ，查標(biāo)準(zhǔn)，查標(biāo)準(zhǔn)（GB/T196）確定螺栓的公稱直徑確定螺栓的公稱直徑 d查表查表10- -5MPa7

12、 .12 .1s 安全系數(shù)安全系數(shù) S機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算裝配時要擰緊，工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力裝配時要擰緊，工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力 F作用作用2、受橫向工作載荷、受橫向工作載荷 R 作用的緊螺栓連接作用的緊螺栓連接 普通螺栓連接（受拉螺栓）普通螺栓連接（受拉螺栓）RAF 4/21dF )tan(2v12 dd16/311dT 4/)tan(221v12dFdd .50 )tan(2v21 FdTFFTFFR靠摩擦力承受橫向載荷靠摩擦力承受橫向載荷 R, ,R不直接作不直接作用在螺栓上用在螺栓上,FFT1對于對于M

13、10M68的螺紋的螺紋取平均近似值：取平均近似值：0.5螺栓受螺栓受 F和和 T1 作用作用機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算S 安全系數(shù)安全系數(shù)拉、扭聯(lián)合作用時，按材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論：拉、扭聯(lián)合作用時，按材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論：22ca3 22)5 . 0(3 MPa4/3 .13 .121ca dFmm3.141 Fd許用拉應(yīng)力：許用拉應(yīng)力： 3 . 1 注意注意“1.3”的含義的含義MPasS 控制預(yù)緊力時：控制預(yù)緊力時：S1.21.5不控制預(yù)緊力時，不控制預(yù)緊力時，S 查表查表10- -6先估取先估取 d，設(shè)計后再比較，設(shè)計后再比較 d

14、是否與原假定值相符。是否與原假定值相符。S 與與 d 有關(guān)有關(guān)機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算應(yīng)使接合面摩擦力大于工作載荷應(yīng)使接合面摩擦力大于工作載荷 Rm 接合面對數(shù)接合面對數(shù) 接合面摩擦系數(shù)接合面摩擦系數(shù)Kf 可靠性系數(shù)，可靠性系數(shù)，1.11.3R 橫向工作載荷橫向工作載荷當(dāng)當(dāng) m =1、= 0.15、 Kf = 1.2 時時: F 8 R 故螺栓尺寸大。故螺栓尺寸大。mm3.141 Fd預(yù)緊力預(yù)緊力 F應(yīng)滿足的條件？應(yīng)滿足的條件？mFRKfNfmRKF FFRRFFFFm = 1機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接

15、設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算應(yīng)將總工作載荷應(yīng)將總工作載荷 R 均勻均勻分配到每個螺栓上分配到每個螺栓上若連接有若連接有 z 個螺栓，且各螺栓受載均勻個螺栓，且各螺栓受載均勻mFR/zKfNfmzRKF 則單個螺栓所受到的橫則單個螺栓所受到的橫向工作載荷等于向工作載荷等于zRz 螺栓數(shù)螺栓數(shù)3 .141 Fd由由 d1 查標(biāo)準(zhǔn)確定查標(biāo)準(zhǔn)確定 d若各螺栓受載不均，則應(yīng)找出受載若各螺栓受載不均，則應(yīng)找出受載最大的螺栓，對其進(jìn)行強(qiáng)度計算。最大的螺栓，對其進(jìn)行強(qiáng)度計算。機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算 鉸制孔用螺栓連接（受剪螺栓）鉸制孔用螺栓連接（受剪螺栓）螺

16、栓桿受擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用。螺栓桿受擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用。此類螺栓預(yù)緊力小，計算時可忽略此類螺栓預(yù)緊力小，計算時可忽略MPa4/20 dmRMPapmin0p hdRhmin 同方向最小擠壓高度同方向最小擠壓高度設(shè)計時，按上述公式分別計算出設(shè)計時，按上述公式分別計算出 ，取大值，取大值hmin min ( h1h2)，h3 、p 查查表表 10- -7。若是均勻受載若是均勻受載的螺栓組連接的螺栓組連接,處理方法同前處理方法同前R 直接作用在螺栓上直接作用在螺栓上m為接合面對數(shù)為接合面對數(shù)機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算3、受軸向工作載荷、受

17、軸向工作載荷 F 作用的緊螺栓連接作用的緊螺栓連接螺栓所受的總拉力：螺栓所受的總拉力：F0 = F+ F? 此時，連接中各零件的受力關(guān)系屬此時，連接中各零件的受力關(guān)系屬靜不定問題靜不定問題未知力有兩個：未知力有兩個：F0 總拉力總拉力F 剩余剩余( (或殘余或殘余) )預(yù)緊力預(yù)緊力須根據(jù)須根據(jù) 靜力平衡條件靜力平衡條件 和和 變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件 求解求解（采用普通螺栓連接）（采用普通螺栓連接）機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算2112T 螺栓螺栓 總拉力總拉力剩余剩余 預(yù)緊力預(yù)緊力軸向軸向 外載荷外載荷12FFF0未擰緊未擰緊FFFFF0F

18、0FFFF1 = 2 = F0 = F + F機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計FCCCF211 相對剛度查表相對剛度查表10- -3第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算變形變形力力力力力力變形變形1212FFF0FF12螺栓螺栓被連接件被連接件F螺栓剛度螺栓剛度: C1 = F/1=tan1 被連接件剛度被連接件剛度: C2 = F/2=tan221CFFCFFF FCCCFF)1(211 FFF 0 FFFC1 FFC21CFFF 2CFF 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算MPa4/3 .13 .1210ca dF剩余預(yù)緊力應(yīng)滿

19、足下列要求：剩余預(yù)緊力應(yīng)滿足下列要求：1）無特殊要求時）無特殊要求時 F =（0.20.6) F2）變載作用時）變載作用時 F =（0.61.0) F3）有緊密性要求時有緊密性要求時 F=（1.51.8) F一般用途：碳素鋼；一般用途：碳素鋼； 重要連接：合金鋼重要連接：合金鋼許用應(yīng)力：見許用應(yīng)力：見表表 10- -6、表、表 10- -7FFF 0FCCCFF2110 基本要求：基本要求： F 0螺栓性能等級如：螺栓性能等級如：4.6b4100MPas0.6b MPa螺母可能需螺母可能需補(bǔ)充擰緊補(bǔ)充擰緊mm3.1401 Fd 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計緊螺栓連接強(qiáng)度計算連接設(shè)計緊

20、螺栓連接強(qiáng)度計算4/3 .1210ca dF4/21 dF螺栓所受拉力等于工作載荷螺栓所受拉力等于工作載荷普通螺栓連接普通螺栓連接 4/3 . 121ca dF橫向工作載荷時橫向工作載荷時軸向工作載荷時軸向工作載荷時mzRKFf 鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接 4/20 dmRpmin0p hdR螺釘連接及雙頭螺柱連接的分析螺釘連接及雙頭螺柱連接的分析計算與普通螺栓連接相同。計算與普通螺栓連接相同。FFF 0FCCCFF2110 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題該連接是受橫向工作載該連接是受橫向工作載荷還是軸向工作載荷？荷還是軸向工作載荷？是普通螺栓還是鉸制孔是普通螺栓

21、還是鉸制孔用螺栓？用螺栓？兩個半聯(lián)軸器用六個普通兩個半聯(lián)軸器用六個普通螺栓連接螺栓連接,傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 ,螺栓分布圓直徑為螺栓分布圓直徑為 ，接合面摩擦系數(shù)接合面摩擦系數(shù)，求螺栓，求螺栓直徑直徑( (裝配時不控制預(yù)緊力裝配時不控制預(yù)緊力) )。1）此連接的工作載荷是轉(zhuǎn)矩）此連接的工作載荷是轉(zhuǎn)矩 T，但每個螺栓受橫向工作載荷但每個螺栓受橫向工作載荷, ,即：即：2）螺栓均勻分布，每個螺栓所受的）螺栓均勻分布，每個螺栓所受的橫向工作載荷相等，即：橫向工作載荷相等，即：6 z螺螺栓栓數(shù)數(shù)zDTR2 TDzR 2機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計可靠性系數(shù)可靠性系數(shù) Kf 1.11.3，取取 Kf 1.2第十章第十章

22、 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題SS610 ，由由表表3）每個螺栓所需的預(yù)緊力：）每個螺栓所需的預(yù)緊力：mm3.141 FdmRKFf 4）按單個螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計算，即）按單個螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計算，即確定許用應(yīng)力確定許用應(yīng)力：選螺栓材料為選螺栓材料為Q235，由，由表表10- -5選性能級別為選性能級別為 4.6 級。級。因不控制預(yù)緊力，由因不控制預(yù)緊力，由表表10- -6，初估螺栓公稱直徑為，初估螺栓公稱直徑為M16，則則 S43，取，取S3，則則 S/S240/380 MPa3006115.01010002 .123 N8889 接合面數(shù)接合面數(shù) m 1；b4100400MPa； S0.6b 240M

23、Pa mzDTKf2 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題mm3.141 Fd則所需的螺栓小徑：則所需的螺栓小徑： 80 MPaN8889 F代入代入得：得：mm56.138088893.141 d查查GB/T196- -2003( (課程設(shè)計課程設(shè)計P88) )，可選，可選M16 螺紋，螺紋，大于所需的螺紋小徑，故滿足強(qiáng)度要求。大于所需的螺紋小徑，故滿足強(qiáng)度要求。選擇選擇6個個M16的普通螺栓可滿足使用要求。的普通螺栓可滿足使用要求。結(jié)論：結(jié)論：M16 螺紋的小徑螺紋的小徑 d113.835 mm，機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題和和 螺栓組的受力轉(zhuǎn)換

24、成兩種類型：螺栓組的受力轉(zhuǎn)換成兩種類型：M P150 M 又可轉(zhuǎn)化成軸向工作載荷：又可轉(zhuǎn)化成軸向工作載荷：F M / (z L) M / (4140) 1286N上面兩個螺栓受載最大上面兩個螺栓受載最大m zF Kf P 4800150720000N.mm 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題FCCCFFF)/(2110max 12863.09000 N9386 MPa1605.1240s S 3.1401 Fd 查表查表10- -3 0.20.3mm85.916093863.14 zmPKFf N900016.04148002 .1 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例

25、題連接設(shè)計例題0minp WMAzF 2mm18000150)220340( A1503402206)220340(1506)(2222 lLbW3mm1680000 168000015048001800090004minp 0MPa57. 1 FFF 0012869386 若有軸向分力若有軸向分力則用則用 F機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計例題連接設(shè)計例題r2r11、首先將、首先將 P 向中心平移向中心平移2、單個螺栓的受載分析、單個螺栓的受載分析4PRP 由由 P 產(chǎn)生的橫向載荷：產(chǎn)生的橫向載荷：由由 T 產(chǎn)生的橫向載荷：產(chǎn)生的橫向載荷：114rTRT 224rTRT 合力合力轉(zhuǎn)化成

26、橫向工作載荷與轉(zhuǎn)化成橫向工作載荷與旋轉(zhuǎn)力矩的組合旋轉(zhuǎn)力矩的組合3、方案比較、方案比較 cos212121maxTPTPRRRRR 22maxTPRRR 受載最大受載最大ar21 ar 2受載最大受載最大機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動10- -4 螺旋傳動螺旋傳動1、運(yùn)動形式、運(yùn)動形式2、應(yīng)用分類、應(yīng)用分類 以傳遞動力為主，以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的以傳遞動力為主，以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，軸向推力，如螺旋千斤頂、螺旋壓力機(jī)等如螺旋千斤頂、螺旋壓力機(jī)等機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動 以傳遞運(yùn)動為主，通常要求較高的精度以傳遞運(yùn)動為主

27、，通常要求較高的精度 用以調(diào)整并固定零部件之間的相對位置，用以調(diào)整并固定零部件之間的相對位置，可實現(xiàn)微調(diào)，要求自鎖可實現(xiàn)微調(diào)，要求自鎖機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動相當(dāng)于斜面增力機(jī)構(gòu)相當(dāng)于斜面增力機(jī)構(gòu)d2vs )tan(a FFN3400a F則則若若N500 F475352 可采用滾動螺旋以提高效率可采用滾動螺旋以提高效率)tan(tanv 3、特、特 點(diǎn)點(diǎn)機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動螺牙磨損、螺桿或螺牙斷裂、失穩(wěn)螺牙磨損、螺桿或螺牙斷裂、失穩(wěn)耐磨性計算耐磨性計算 主要是螺母磨損主要是螺母磨損( (銅材銅材) )；螺桿和螺牙強(qiáng)

28、度計算螺桿和螺牙強(qiáng)度計算 針對傳力螺旋；針對傳力螺旋；自鎖性校核自鎖性校核 有些螺旋傳動要求自鎖；有些螺旋傳動要求自鎖；穩(wěn)定性計算穩(wěn)定性計算 受壓的細(xì)長螺桿。受壓的細(xì)長螺桿。1、耐磨性計算、耐磨性計算計算準(zhǔn)則：限制壓強(qiáng)計算準(zhǔn)則：限制壓強(qiáng) p校核式：校核式：AFp zhdF2 HhdtF2 MPap 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動則設(shè)計式：則設(shè)計式：設(shè)計時，設(shè)計時，H 待定。令待定。令 H =d2，mm2htpFd 【說明】【說明】間隙可調(diào)時間隙可調(diào)時 = 2.53.5系數(shù)系數(shù)的選取的選取間隙不可調(diào)間隙不可調(diào) = 1.21.5工作高度工作高度 h梯形或矩形螺紋梯形

29、或矩形螺紋 h = 0.5 t鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 h = 0.75 t設(shè)計步驟設(shè)計步驟確定螺母高度確定螺母高度 H10 tHz螺紋工作圈數(shù)：螺紋工作圈數(shù)：計算計算 d2查標(biāo)準(zhǔn)定查標(biāo)準(zhǔn)定 d、t以免受載不均以免受載不均2pHhdtFp 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動2、螺桿的強(qiáng)度計算、螺桿的強(qiáng)度計算根據(jù)第四強(qiáng)度理論，當(dāng)量應(yīng)力：根據(jù)第四強(qiáng)度理論，當(dāng)量應(yīng)力：22ca3 MPa2 . 034231221 dTdF3、螺牙的強(qiáng)度計算、螺牙的強(qiáng)度計算假想將螺母的一圈螺牙展開，假想將螺母的一圈螺牙展開，成寬度為成寬度為D 的懸臂梁的懸臂梁牙根處最危險，強(qiáng)度條件為：牙根處最危險，強(qiáng)度條件為：MPa DbzF機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計第十章第十章 連接設(shè)計螺旋傳動連接設(shè)計螺旋傳動MPa66/b22b zDbFlDblzF牙根厚度牙根厚度 b ：矩形螺紋矩形螺紋 b0.5 t；梯形螺紋梯形螺紋 b0.65 t；鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 b0.75 t彎曲力臂彎曲力臂 l ： l ( (D - -D2) )/2 mm4、自鎖性校核計算、自鎖性校核計算自鎖條件同螺紋連接：自鎖條件同螺紋連接： cosarctanv 5、螺桿的穩(wěn)定性計算、螺桿的穩(wěn)定性計算SFF cr機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)