機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)連接零部件設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)連接機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)連接(linji)零部件設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì)第一頁，共99頁。第1頁/共99頁第二頁，共99頁。第2頁/共99頁第三頁，共99頁。管子55接頭普通(ptng)螺紋管螺紋(luwn)矩形(jxng)螺紋梯形螺紋外螺紋內(nèi)螺紋30外螺紋內(nèi)螺紋外螺紋內(nèi)螺紋603 0 3 外 螺 紋內(nèi) 螺 紋鋸齒形螺紋第3頁/共99頁第四頁，共99頁。接(lin ji)；n T型槽螺栓聯(lián)接(lin ji)第4頁/共99頁第五頁，共99頁。4.1.2螺紋(luwn)連接的 基本類型1. 普通(ptng)螺栓聯(lián)接第5頁/共99頁第六頁，共99頁。第6頁/共99頁第七頁，共99頁。 鉸制

2、孔用螺栓(lushun)聯(lián)接4.1.2螺紋(luwn)連接的 基本類型第7頁/共99頁第八頁，共99頁。2.雙頭螺柱聯(lián)接(lin ji)4.1.2螺紋(luwn)連接的 基本類型第8頁/共99頁第九頁，共99頁。3. 螺釘(ludng)聯(lián)接4.1.2螺紋連接的 基本(jbn)類型第9頁/共99頁第十頁，共99頁。4.1.2螺紋連接的 基本(jbn)類型第10頁/共99頁第十一頁，共99頁。螺釘擰入深度H: 鋼或青銅(qngtng) Hd 鑄鐵 H=(1.251.5)d 鋁合金 H=(1.5 2.5)d3、螺釘(ludng)聯(lián)接4.1.2螺紋連接的 基本(jbn)類型第11頁/共99頁第十二頁，

3、共99頁。4. 緊定螺釘聯(lián)接(lin ji) 地腳螺栓 吊環(huán)螺栓 T形槽螺栓聯(lián)接(lin ji)4.1.2螺紋連接(linji)的 基本類型第12頁/共99頁第十三頁，共99頁。第13頁/共99頁第十四頁，共99頁。第14頁/共99頁第十五頁，共99頁。第15頁/共99頁第十六頁，共99頁。第16頁/共99頁第十七頁，共99頁。第17頁/共99頁第十八頁，共99頁。第18頁/共99頁第十九頁，共99頁。應(yīng) 變 片第19頁/共99頁第二十頁，共99頁。定力矩扳手測力矩扳手第20頁/共99頁第二十一頁，共99頁。第21頁/共99頁第二十二頁，共99頁。rv =arctg(/cos ):牙型半角=/

4、2 )(221vptgFdT第22頁/共99頁第二十三頁，共99頁。FP)(vptgFFFPvvF第23頁/共99頁第二十四頁，共99頁。 :支承(zh chn)面摩擦系數(shù)20203030231dDdDFTp第24頁/共99頁第二十五頁，共99頁。20203030231)(2dDdDFtgFdTpvpdFTp2 . 0第25頁/共99頁第二十六頁，共99頁。第26頁/共99頁第二十七頁，共99頁。彈簧(tnhung)墊圈防松4.1.3螺紋(luwn)連接的防松第27頁/共99頁第二十八頁，共99頁。自鎖螺母(lum)防松第28頁/共99頁第二十九頁，共99頁。對頂螺母(lum)防松第29頁/共

5、99頁第三十頁，共99頁。開口銷+開槽螺母(lum)防松螺栓裝配圖開槽螺母開口銷第30頁/共99頁第三十一頁，共99頁。4.1.3螺紋(luwn)連接的防松第31頁/共99頁第三十二頁，共99頁。串聯(lián)(chunlin)鋼絲防松正確錯誤第32頁/共99頁第三十三頁，共99頁。4.1.3螺紋(luwn)連接的防松第33頁/共99頁第三十四頁，共99頁。(lushun)聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算n小結(jié)第34頁/共99頁第三十五頁，共99頁。第35頁/共99頁第三十六頁，共99頁。第36頁/共99頁第三十七頁，共99頁。 214dFss/第37頁/共99頁第三十八頁，共99頁。16)(2312dtgdFvP5 .

6、 0421dFp對M14-M64鋼制螺紋(luwn)第38頁/共99頁第三十九頁，共99頁。應(yīng)力合成：強(qiáng)度條件(tiojin)： 設(shè)計(jì)公式： 3 . 1)49. 0( 332222v43 . 121dFp43 . 11pFd 表4.6物理意義第39頁/共99頁第四十頁，共99頁。第40頁/共99頁第四十一頁，共99頁。分析受力和變形(bin xng)關(guān)系F0 = F+ FP 第41頁/共99頁第四十二頁，共99頁。開始(kish)擰緊第42頁/共99頁第四十三頁，共99頁。擰緊后第43頁/共99頁第四十四頁，共99頁。受力和變形(bin xng)關(guān)系第44頁/共99頁第四十五頁，共99頁。（螺

7、栓）力變形變形（墊片）1212第45頁/共99頁第四十六頁，共99頁。（螺栓）力變形 變形（墊片）力1212（螺栓）力變形變形（墊片）1212第46頁/共99頁第四十七頁，共99頁。（螺栓）力變形 變形（墊片）力1212力（螺栓）1122（墊片）力0第47頁/共99頁第四十八頁，共99頁。力（螺栓）1122（墊片）力0222cpFtg111cpFtg由圖可得：螺栓(lushun)的剛度被聯(lián)接件的剛度(n d)2121CCFFF11CF22CF21CCFF2111CCCFF2122CCCF第48頁/共99頁第四十九頁，共99頁。FcccFFFcccFFPPP212211010FFFFFPP由圖可

8、得：螺栓(lushun)總拉力： 21CCF力（螺栓）1122（墊片）力0第49頁/共99頁第五十頁，共99頁。FcccFFFcccFFPPP2122110由圖可得：21CCF力（螺栓）1122（墊片）力0防止受載后接合面產(chǎn)生縫隙，殘余預(yù)緊力可取： 緊密性 載荷不穩(wěn)定 載荷穩(wěn)定 1.51.8F 0.61.0F 0.20.6F表4-3第50頁/共99頁第五十一頁，共99頁。預(yù)緊力用金屬(jnsh)墊片或無墊片時取0.20.3用軟墊片時取0.70.9212p)(PFFcccF4-4211為螺栓的相對剛度，表ccc單個螺栓的強(qiáng)度(qingd)計(jì)算力（螺栓）1122（墊片）力0第51頁/共99頁第五十

9、二頁，共99頁。為降低螺栓的受力，提高承載能力應(yīng)使螺栓的相對(xingdu)剛度 值盡量小些，取較硬的墊片力（螺栓）1122（墊片）力0第52頁/共99頁第五十三頁，共99頁。43 . 1210dF3 . 1401Fd4.1.4單個螺栓(lushun)的強(qiáng)度計(jì)算第53頁/共99頁第五十四頁，共99頁。4.1.4單個螺栓的強(qiáng)度(qingd)計(jì)算第54頁/共99頁第五十五頁，共99頁。4.1.4單個螺栓(lushun)的強(qiáng)度計(jì)算)15-4(4/2/ )(2210102minmax式dFFa)16-4()(22112211式dFFccca表4-6第55頁/共99頁第五十六頁，共99頁。FKmFnp第

10、56頁/共99頁第五十七頁，共99頁。nm:接合面數(shù)；Kn:可靠性系數(shù)取1.11.3，n為摩擦系數(shù)，材料為鋼和鑄鐵時取0.100.15FKmFnpmFKFnp第57頁/共99頁第五十八頁，共99頁。4.1.4單個螺栓(lushun)的強(qiáng)度計(jì)算 預(yù)緊力很小，強(qiáng)度計(jì)算 時可不考慮； 失效形式(xngsh)：側(cè)面壓潰及 螺栓剪切 第58頁/共99頁第五十九頁，共99頁。螺栓(lushun)與孔壁擠壓面最小高度minm為接合面數(shù)ppdFmin0擠壓強(qiáng)度條件：420dmF剪切強(qiáng)度條件：第59頁/共99頁第六十頁，共99頁。單個螺栓(lushun)強(qiáng)度計(jì)算小結(jié)鉸制孔螺栓(lushun)強(qiáng)度計(jì)算普通螺栓(l

11、ushun)強(qiáng)度計(jì)算 1.松螺栓強(qiáng)度(qingd)計(jì)算2.僅受預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度計(jì)算3.受預(yù)緊力和工作載荷的螺栓強(qiáng)度計(jì)算4.受剪螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 214dF43 . 121dFp43 . 1210dFFcccFFP211043 . 121dFpppdFmin0420dmFzmFKFnp第60頁/共99頁第六十一頁，共99頁。第61頁/共99頁第六十二頁，共99頁。MPa600bMPa804s第62頁/共99頁第六十三頁，共99頁。第63頁/共99頁第六十四頁，共99頁。第64頁/共99頁第六十五頁，共99頁。xzyFzFxFyoTzMy3個方向，6種載荷：橫向(hn xin)力：Fx FY軸向力：

12、 Fz翻轉(zhuǎn)力矩：Mx，MY轉(zhuǎn)矩：TzMx螺栓組連接(linji)的受力分析螺栓(lushun)組受力分析螺栓組受力分析將一個零件加以固定，其實(shí)質(zhì)就是約束該零件在空間的六個自由度。第65頁/共99頁第六十六頁，共99頁。第66頁/共99頁第六十七頁，共99頁。FKzmFnpzmFKFnp第67頁/共99頁第六十八頁，共99頁。zFF第68頁/共99頁第六十九頁，共99頁。螺栓組連接(linji)的受力分析第69頁/共99頁第七十頁，共99頁。TKrFrFrFnippp 21力矩平衡條件：接合面不發(fā)生(fshng)滑移，單個螺栓的預(yù)緊力為 ziininprTKrrrTKF121)(第70頁/共99

13、頁第七十一頁，共99頁。第71頁/共99頁第七十二頁，共99頁。 ziiiirrFrFrFT12maxmax11力矩平衡： ziiirTrrrrTrF12max22221maxmax受力最大螺栓：iirrFFmaxmaxmaxmaxrFrFii第72頁/共99頁第七十三頁，共99頁。zFF既受預(yù)緊力，又受工作拉力(ll)后螺栓的總載荷計(jì)算，見單個螺栓的強(qiáng)度計(jì)算第73頁/共99頁第七十四頁，共99頁。第74頁/共99頁第七十五頁，共99頁。第75頁/共99頁第七十六頁，共99頁。第76頁/共99頁第七十七頁，共99頁。第77頁/共99頁第七十八頁，共99頁。iiLFLFLFM.2211maxma

14、xLFLFii ziiiLMLLLLTLF12max22221maxmax受力最大螺栓：第78頁/共99頁第七十九頁，共99頁。 pppWMAzFmax0minWMAzFpp第79頁/共99頁第八十頁，共99頁。xzyFzFxFyoTzMy3個方向，6種載荷(zi h)：橫向力：Fx FY軸向力： Fz翻轉(zhuǎn)力矩：Mx，MY轉(zhuǎn)矩：TzMx螺栓(lushun)組連接的受力分析螺栓(lushun)組受力分析第80頁/共99頁第八十一頁，共99頁。橫向載荷+軸向載荷+翻轉(zhuǎn)(fn zhun)力矩第81頁/共99頁第八十二頁，共99頁。橫向載荷(zi h)+旋轉(zhuǎn)力矩第82頁/共99頁第八十三頁，共99頁。

15、受復(fù)合載荷(zi h)的螺栓組聯(lián)接計(jì)算時應(yīng)求出受力最大螺栓的受力第83頁/共99頁第八十四頁，共99頁。mmNPT.103 . 15005解：將力向結(jié)合面的形心中心(zhngxn)簡化每個螺栓(lushun)的受力，分析最危險螺栓(lushun)的受力NRQQRFNPQNrTR41045cos26542604361904103 . 14225最大合力第84頁/共99頁第八十五頁，共99頁。NfKFQ328015. 04102 . 10238. 83 . 148032401PsFdMPas選螺栓(lushun)材料為Q235,安全系數(shù)取3則選M10螺栓(lushun)，d1=8.376mmNfF

16、KFP328015. 04102 . 1f第85頁/共99頁第八十六頁，共99頁。,mm16NmmTNF6105 . 1;5000NFNaTFNFFTF7906750025007500.2500222 4/20dF mmFdMPaSs24.1096790644965 . 22400解：1.鉸制孔用螺栓(lushun)的失效形式為剪切和擠壓失效 ； 2.受力分析(fnx)：將載荷F向形心O簡化后，每個螺栓的受力 3.按剪切強(qiáng)度計(jì)算螺栓的直徑，第86頁/共99頁第八十七頁，共99頁。第87頁/共99頁第八十八頁，共99頁。 MPadFMPaSpsp9 .591211790619225. 1240m

17、in010M 按擠壓強(qiáng)度(qingd)校核式中由結(jié)構(gòu)確定mm127018100min第88頁/共99頁第八十九頁，共99頁。NfFKFfp434832 . 079061 . 1 MPaSmmFdsP12022405 .24120434833 . 143 . 141 4.改用普通(ptng)螺栓 每個螺栓(lushun)的預(yù)緊力 選用兩個(lin )M30（d1=26.21）的六角螺栓。 小結(jié)：受復(fù)合載荷螺栓，其合力按向量相加；鉸制孔用螺栓比普通螺栓尺寸小很多。 其中第89頁/共99頁第九十頁，共99頁。螺栓組受力分析(fnx)的方法 將作用力向形心轉(zhuǎn)化(zhunhu)-得到力、力矩 分析每個螺栓的受力 找出受力最大的危險螺栓 對危險螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核