螺紋聯(lián)接(精品)

1、由于制造、裝配、使用和運輸?shù)仍?，許多零部件之間以一定的方式組合成一個整體，就構(gòu)成了機械中廣泛使用的連接。被連接件之間相互固定、不能作相對運動的稱為靜連接，能按照一定運動形式作相對運動的稱為動連接。按照是否可拆，連接可分為：1）可拆連接：連接拆開時，不破壞或損傷連接中的零件，重新安裝，可繼續(xù)使用的連接。2）不可拆連接：連接拆開時，會破壞或損傷連接中的零件，無法重新安裝繼續(xù)使用的連接。第 5 章 螺紋連接 5.1 機械制造中的常用螺紋機械制造中的常用螺紋5.2 螺紋連接的主要類型螺紋連接的主要類型5.3 螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松5.8 提高螺紋連接強度的措施提高螺紋連接強度的措施

2、基本要求基本要求: 具有進行螺紋連接標準件的選擇和校核計算的能力。重點難點： 螺紋連接的類型、失效形式，強度計算、受力分析和結(jié)構(gòu)設計5.1 機械制造中的常用螺紋螺紋可用于連接，也可用于傳動。普通螺紋和管螺紋主要用于連接，矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋主要用于傳動。連接螺紋作為緊固連接件用，要求保證連接強度（有時要求緊密性）；傳動螺紋作為傳動件用，要求保證螺紋副的傳動精度、效率和磨損壽命等 兩個三角形會怎樣？三個呢？ 大徑中徑小徑升角螺距 導程牙型角牙型斜角1、普通螺紋剖面為三角形，牙型角=60牙根較厚，牙根強度較高，當量摩擦系數(shù)大，主要用于連接。同一公稱直徑有多種螺距，螺距最大的稱為粗牙螺紋，

3、其余都稱為細牙螺紋。一般情況下用粗牙螺紋，細牙螺紋的自鎖性能好，但易滑扣，常用于薄壁零件、受振動或變載荷的連接中。 2、管螺紋 牙型角=55。以管子的內(nèi)徑（英寸）表示尺寸代號，以25.4mm（即1英寸）內(nèi)的牙數(shù)表示螺距。牙頂呈圓弧，旋合螺紋間無徑向間隙，緊密性好。分為非螺紋密封的管螺紋(GB/T7307-1987)和用螺紋密封的管螺紋(GB/T7306-2000) 管螺紋適于管子、管接頭、旋塞、閥門等連接的附件。 3、矩形螺紋 螺紋牙的剖面為矩形，牙型角=0。 傳動效率最高，但牙根強度弱，精加工困難，磨損后難以補償間隙，對中精度低，故應用較少，已逐漸被梯形螺紋代替。 尚未標準化。 4、梯形螺紋

4、 剖面為等腰梯形，牙型角=30。效率較矩形螺紋低，但可避免矩形螺紋的缺點，廣泛應用于車床絲杠、螺旋舉重器等各種傳動中。 5、鋸齒形螺紋 工 作 面 的 牙 型 斜 角=3，非工作面的牙型斜角=30兼有矩形螺紋的效率高和梯形螺紋的牙根強度高的優(yōu)點，但只能用于單向受力的傳動。0)cos(QRFF0)sin(RtFF)tan(QtFF2)tan(2221dFdFTQt)tan(tan22)tan(tan222112dFdFTPFWWQQhQ)tan(QtFFtan)tan( 自鎖條件：)tan(VQtFFV自鎖條件：VVVfffarctancos2)tan(21dFTVQ)tan(tanV螺紋類型牙

5、型斜角自鎖性效率加工情況強度普通螺紋30易低易高梯形螺紋15較易較高較易較高鋸齒形螺紋3不易較高較易較高矩形螺紋0不易高不易低5.2 螺紋連接的主要類型1.螺栓連接螺栓穿過被連接件的通孔與螺母旋合。被連接件上無需加工螺紋。有普通用螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接兩種。 (1)普通用螺栓連接螺栓桿受拉，故又稱受拉螺栓連接特點：螺栓桿與被連接件的通孔間有間隙，對通孔的加工精度要求較低適用場合：結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、廣泛用于被連接件不太厚可制成通孔并能夠從連接兩邊裝配的場合 (2)鉸制孔用螺栓連接 栓桿受剪，又稱受剪螺栓連接特點：螺栓桿與通孔采用基孔制過渡配合，無間隙，對通孔的加工精度要求較高適用場合：適于

6、需使用螺栓桿承受橫向載荷或需要精確固定被連接件之間相對位置的場合。 螺 栓2、雙頭螺柱連接特點：將雙頭螺柱一端旋緊在一個被連接件的螺紋孔中，另一端穿過另一個被連接件的通孔與螺母旋合形成雙頭螺柱連接。適用場合：被連接件之一太厚不便于加工通孔、結(jié)構(gòu)限制不能使用螺栓且其連接需要經(jīng)常拆卸時，均宜于使用雙頭螺柱連接。雙頭螺柱兩端都制有螺紋，故稱雙頭螺柱，兩端螺紋可相同或不同。3、螺釘連接特點：將螺釘穿過一個被連接的通孔，旋入另一個被連接件的螺紋孔中形成螺釘連接。適用場合：常用于被連接件之一太厚不便于加工通孔、結(jié)構(gòu)限制不能使用螺栓的場合，螺釘連接簡單緊湊，外露表面平整。應注意，螺釘連接不宜常拆裝。 螺釘無

7、需與螺母配合。螺釘?shù)念^部可制成各種適合于扳手或螺絲刀的形狀。六角頭螺栓也可以不用螺母而作螺釘使用。4、緊定螺釘連接 將緊定螺釘旋入一個零件的螺紋孔中，其末端頂緊另一個零件的表面或凹坑，以固定兩零件的相對位置。 緊定螺釘通常較短，全長加工有螺紋，只能傳遞不大的力和扭矩，多用于實現(xiàn)兩零件相對位置的固定。 緊定螺釘?shù)念^部和末端具有多種形狀墊圈常放在螺母與被連接件之間，其作用是保護被連接表面不被擦傷，增大被連接件的支承面積以減少接觸處的壓強，以及遮蓋被連接件的不平表面。 目的:增加連接的可靠性、緊密性和防松能力 重要的連接不宜選用小于M12M16的螺栓 對于一般的連接，可憑經(jīng)驗在擰緊螺母時控制；對于較

8、重要的連接，使用測力矩扳手或定力矩扳手控制，較精確的方法是測量擰緊時螺栓桿的伸長變形量或螺母的轉(zhuǎn)角 防松的根本問題： 防止螺母與螺栓桿相對轉(zhuǎn)動 按工作原理不同，可分為 摩擦防松-簡單方便，不十分可靠，多用于振動、沖擊不劇烈的場合機械防松-工作可靠，應用廣泛 永久防松-防松可靠，適于不需拆卸的特殊連接 摩擦防松機械防松注意方向永久防松5.5 螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計結(jié)構(gòu)設計-根據(jù)被連接件的結(jié)構(gòu)和連接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式。 連接件結(jié)合面的幾何形狀應設計成軸對稱的簡單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、三角形等。 同一螺栓組中螺栓的材料、直徑、長度和預緊力等均應相同。 對稱布置螺栓，使螺

9、栓組的對稱中心和被連接件結(jié)合面的形心重合。 分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目應取為4、6、8等偶數(shù)，以便鉆孔時易于分度和畫線。 螺栓的排列應有合理的間距、邊距。布置時，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機體壁間的最小距離，應根據(jù)扳手所需活動空間來決定。 避免螺栓承受附加的彎曲載荷 受力分析的目的：根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行單個螺栓連接的強度計算。 受力分析時所作假設： 所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同； 受載后連接接合面仍保持為平面。螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；一、受軸向載荷的螺栓組連接每個螺栓所受軸向工作載荷為：*通常，各螺栓還承受預緊力的作用z

10、FF -軸向載荷作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心 -使用普通用螺栓（受拉螺栓） 1. 鉸制孔用螺栓連接 式中：z為螺栓數(shù)目。二受橫向載荷的螺栓組連接zFFR 每個螺栓所受工作剪力為：靠螺栓所受剪力平衡載荷垂直于螺栓軸線*使用鉸制孔用螺栓連接時，在平行于工作載荷的方向成排地布置的螺栓個數(shù)應少于8個。 2.普通用螺栓連接二受橫向載荷的螺栓組連接載荷垂直于螺栓軸線RFKzifFS0fziFKFRS0 防滑系數(shù)可取Ks =1.11.3-靠預緊后接合面間所產(chǎn)生的摩擦力平衡使用普通用螺栓承受較大的橫向載荷時，應采用抗剪銷、抗剪套筒、抗剪鍵等三受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接三受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接TKfrFfr

11、FfrFsz02010 -靠連接預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩TziirfTKF1S01.采用普通用螺栓三受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接三受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接TrFziii1-靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩TiirFrFmaxmaxZiirTrF12maxmax2.采用鉸制孔用螺栓*當螺栓組連接承受轉(zhuǎn)矩時，螺栓的布置應適當靠近被連接件結(jié)合面的邊緣四受傾覆力矩的螺栓組連接 -作用在連接接合面的一個對稱面內(nèi)，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已擰緊并承受預緊力F0。-作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆力矩M平衡最大工作載荷：ziLFM1iiZiLMLF12imaxmax*當螺栓組連接承受傾覆力矩時，

12、螺栓的布置應適當靠近被連接件結(jié)合面的邊緣0maxPPWMAzF00minPWMAzF 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：5.6 螺栓連接的強度計算 1.受力分析 普通用螺栓受軸向載荷（受拉螺栓） 鉸制孔用螺栓受橫向載荷（受剪螺栓）11.5 螺栓連接的強度計算 2.失效形式 普通用螺栓受軸向載荷（受拉螺栓）： 在軸向載荷作用下，螺栓桿和螺紋部分可能發(fā)生塑性變形和斷裂 約有90%的螺栓失效屬于疲勞破壞 60%25%15%11.5 螺栓連接的強度計算 2.失效形式 鉸制孔用螺栓受橫向載荷（受剪螺栓）： 螺栓桿被剪斷 螺栓桿或孔壁被壓潰 3.工作能力準則 普通用螺栓（受拉螺栓）：

13、 保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強度 鉸制孔用螺栓（受剪螺栓）： 保證螺栓桿的剪切強度和連接的擠壓強度pp4.強度計算（一）松螺栓連接： 工作時受力，不工作時不受力 強度校核公式 設計公式421dF Fd41 Ss7 . 12 . 1S Ss5 . 12 . 1S 5 . 2s25. 1sp5 . 22Bp 55 . 3sP 螺栓連接的許用應力和安全系數(shù)螺栓連接的許用應力和安全系數(shù)許用應力和安全系數(shù)控制預緊力時被連接件為鋼時， 被連接件為鑄鐵時，連接情況受載情況普通用螺栓連接松連接軸向靜載荷 （未淬火鋼取小值）緊連接軸向載荷不嚴格控制預緊力時，查表11-7鉸制孔用螺栓連接橫向靜載荷橫向變載荷值降低2

14、0%30%螺栓連接的安全系數(shù)（不嚴格控制預緊力時）螺栓連接的安全系數(shù)（不嚴格控制預緊力時）材料靜載荷變載荷M6M16M16M30M30M60M6M16M16M30M30M60碳素鋼合金鋼545.7542.553.42.523.4312.58.58.512.56.8104.強度計算（二）緊螺栓連接： 工作時受力，不工作時受預緊力 （1）普通用螺栓受橫向外載荷的緊螺栓連接 為保證連接正常，應防止被連接件之間出現(xiàn)相對滑移 強度校核公式 設計公式43 . 1210dF 0143 . 1FdRfsFkmzF04.強度計算（二）緊螺栓連接： 工作時受力，不工作時受預緊力 （1）普通用

15、螺栓受橫向外載荷的緊螺栓連接 *扭轉(zhuǎn)剪應力對螺栓強度的影響表現(xiàn)為將軸向拉力增大30%，再按純拉伸計算 *若橫向外載荷較大，可采用減載裝置，此時螺栓只起連接壓緊作用。也可以采用鉸制孔用螺栓連接來承受橫向外載荷。 4.強度計算（二）緊螺栓連接： 工作時受力，不工作時受預緊力 （2）鉸制孔用螺栓受橫向外載荷的緊螺栓連接 靠螺栓桿本身的剪切和被連接件與螺栓桿之間的擠壓來傳遞外載荷 剪切強度 擠壓強度420dmFspsphdF0zFFRs/4.強度計算（二）緊螺栓連接： 例題1：凸緣聯(lián)軸器用4個螺栓連接。已知螺栓中心圓直徑 mm，聯(lián)軸器傳遞的扭矩為 Nmm，試選用螺栓。 5108 . 4T1800D4.強度計算（二）緊螺栓連接： （3）受軸向外載荷的緊螺栓連接 只能選用普通用螺栓連接02?FFF02FFFFcccFFmbm0110FFFFcccFFmbb02FcccFFmbm104.強度計算（二）緊螺栓連接： （3）受軸向外載荷的緊螺栓連接 強度校核公式 設計公式43 . 1212dF 2143 . 1Fd 【例例2】一壓力容器如圖所示。頂蓋用10個螺栓壓緊。已知容器的內(nèi)徑 mm，容器內(nèi)最大壓力 MPa，墊片寬度 mm，試計算該螺栓直徑。 300D2p30b提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施 一、降低螺栓總拉力的變化范圍一、降低螺栓總拉力的變化范圍減小螺栓的剛度減小螺栓的剛度 增