c1第三章-螺紋聯(lián)接-7解析

第三章螺紋連接連接：將若干機械零件固連在一起稱為“連接”，“連接”分為：可拆連接與不行拆連接兩大類螺紋連接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆連接。其特點：結(jié)構(gòu)簡潔，拆裝便利，工作牢靠，各種螺紋連接件是標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)用廣泛?；靖拍睿?.1.1常用螺紋的類型及特點和應(yīng)用*對螺紋的要求：

足夠的強度和良好的工藝性，此外要求連接螺紋：自鎖管螺紋：緊密性、氣密性傳動螺紋：效率高、韌度高調(diào)整螺紋：精度高起重螺紋：效率高、自鎖性好*螺紋的分類：按牙形：一般螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋按母體形態(tài)：圓柱螺紋、圓錐螺紋3.1螺紋1、一般螺紋（代號M）特點：螺紋的牙型角=2=60。因牙側(cè)角大，所以當(dāng)量摩擦因數(shù)大，自鎖性能好，主要用于連接。細(xì)牙螺紋與粗牙螺紋的比較粗牙：常用細(xì)牙的缺點：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細(xì)牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。2、矩形螺紋特點：牙形為矩形，α=0

=0，所以效率高，用于傳動,但牙根強度弱，同心度差，磨損后不宜補償，加工困難，故常被梯形螺紋代替。3、梯形螺紋（代號Tr）特點：=2=30。比矩形螺紋效率略低。牙根強度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消退間隙，在螺旋傳動中有廣泛應(yīng)用。4、鋸齒形螺紋(代號B)特點：工作邊=3，非工作邊=30，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點,能承受較大的載荷,但只能用于單向傳動。5、圓柱管螺紋

(代號G)

特點：用于管件連接的三角螺紋，=55螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓強在1.6MPa以下的管件連接。6、圓錐管螺紋特點：螺紋均布在錐度為1:16的管上,=55或60螺紋面間沒有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適用于高溫、高壓的管件連接。7、其它螺紋主要用于金屬薄板的連接d--螺紋大徑d1-螺紋小徑d2--螺紋中徑p--螺距n--線數(shù)Ph--導(dǎo)程Ph=npy

--螺紋升角--牙型角--牙側(cè)斜角旋向h--接觸高度3.1.2、螺紋的主要參數(shù)3.1.3螺紋的公差和精度3級公差精度最高6級公差為基本級9級公差精度最低只介紹一般的螺紋的有關(guān)公差精度方面的學(xué)問1.一般螺紋的公差等級及精度GB/T197-2003規(guī)定：公差等級有3，4，5，6，7，8，9共7級，種別螺紋直徑公差等級基本偏差精度內(nèi)螺紋中徑4，5，6，7，8精密級中等級粗糙級小徑（頂徑）常用4~6級公差常用7級公差常用7~8級公差外螺紋中徑3，4，5，6，7，8，9大徑（頂徑）4，6，8精度有精密級，中等級和粗糙級共3種。2.螺紋標(biāo)記和螺紋副標(biāo)記示例3.1.4、螺紋副的受力、效率和自鎖

圓周力：擰緊時松開時效率：擰緊時松開時自鎖條件以上各式中:--當(dāng)量摩擦因數(shù)，；f--摩擦因數(shù)；

--牙側(cè)角，度；′--當(dāng)量摩擦角，度，；F′--預(yù)緊力,N；--螺紋升角，度；一般螺栓連接鉸制孔用螺栓連接一般螺栓連接螺栓和孔壁有間隙,孔的加工精度低。鉸制孔用螺栓連接螺桿與孔用過渡協(xié)作，承受橫向載荷，孔需精制?？善鸲ㄎ蛔饔谩?.2螺紋連接的基本類型和標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件3.2.1、螺紋連接的基本類型及其特點與應(yīng)用1、螺栓連接特點：被連接件較薄，易做通孔。

特點：被連接件不宜做成通孔。不宜常常拆卸。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄鐵：H=(1.25~1.5)d鋁合金：H=(1.5~2.5)d2、螺釘連接特點：被連接件不宜做成通孔又須要常常拆卸或用螺釘無法安裝。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄鐵：H=(1.25~1.5)d鋁合金：H=(1.5~2.5)d3、雙頭螺柱連接

4、緊定螺釘連接旋入被連接件的螺紋孔中，頂住另一被連接件的表面或凹坑。固定兩個零件或傳遞不大的力及力矩。5、其它特殊結(jié)構(gòu)的螺紋連接地腳螺栓吊環(huán)螺釘T型槽螺栓二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件1.螺栓2.雙頭螺柱旋入端長度有3.螺釘1d1.25d1.5d2d各種螺釘緊定螺釘?shù)念^部和末端4.緊定螺釘5.螺母6.墊圈3.2.3、螺紋連接件的常用材料及機械性能等級1、常用材料：一般連接：一般碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如:Q215、Q235和10、15、35、45號鋼。變載荷或有沖擊、振動的重要連接：合金鋼，如:15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB、30CrMnSi。2、螺栓、螺釘、螺柱、螺母性能等級螺母材料一般較相協(xié)作螺栓的硬度低(20~40)HBW。注：3.3螺紋連接的預(yù)緊與松防3.3.1螺紋連接的預(yù)緊1、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F`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)緊也可以防松。2、為什么要限制預(yù)緊力？預(yù)緊力過大，會使連接超載。預(yù)緊力不足，可能導(dǎo)致連接失效。重要的螺栓應(yīng)限制預(yù)緊力。擰緊螺母時的力矩和預(yù)緊力3、擰緊力矩的計算螺紋副摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩擰緊力矩故：Kt為擰緊力矩系數(shù)

當(dāng)鋼制螺紋M10~M68時，由螺紋幾何關(guān)系和取摩擦因數(shù),當(dāng)量摩擦角，經(jīng)整理可得：4、裝配時限制預(yù)緊力的方法用測力矩扳手定力矩扳手3.3.2螺紋連接的防松*防松的實質(zhì)：防止螺紋副間的相對轉(zhuǎn)動*防松的方法：一、摩擦防松1、雙螺母在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，保證摩擦力。結(jié)構(gòu)簡潔、運用便利，但牢靠性不高。用于平穩(wěn)、低速、重載的螺紋連接。2、彈簧墊圈彈力保持確定壓力切口尖端逆向。用于一般的螺紋連接。3、鎖緊螺母鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺母。利用螺母橢圓口的彈性變形箍住螺栓利用自鎖螺母尼龍圈二、機械防松

1、開口銷與六角開槽螺母2、止動墊圈止動墊圈3、串聯(lián)鋼絲三、永久防松焊接沖點涂膠3.5單個螺栓連接的強度計算3.5.1松螺栓連接強度條件或許用應(yīng)力一般連接取s=1.2~1.7，對平安性要求高的連接如起重吊鉤的連接，取s=53.5.2、緊螺栓連接1、受橫向載荷的緊螺栓連接

（1）一般螺栓連接靠預(yù)緊力F'在接合面產(chǎn)生的摩擦力f

F'傳遞外力FR螺栓既受拉應(yīng)力又受扭剪應(yīng)力對于常用的M10~M68的鋼制一般螺栓拉應(yīng)力剪應(yīng)力螺栓的當(dāng)量應(yīng)力（第四強度理論）螺栓的強度條件為：校核公式：設(shè)計公式：當(dāng)所需預(yù)緊力很大時，為了減小螺栓尺寸，接受套筒、鍵、銷來承受橫向載荷。（2）鉸制孔螺栓連接螺栓桿的剪切強度條件為:螺栓與孔壁的擠壓強度條件為：—螺栓抗剪面直徑，mm；式中m—螺栓抗剪面數(shù)目；—螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，mm設(shè)計時應(yīng)使；—螺栓的許用剪切應(yīng)力，MPa；

—螺栓或孔壁材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa。2、受軸向工作載荷的緊螺栓連接汽缸蓋的連接（1）受力分析(見動畫)螺栓受力被連接件受力總拉力剩余預(yù)緊力螺栓的相對剛度剩余預(yù)緊力（2）靜強度計算式中—緊螺栓連接的許用拉應(yīng)力，MPa。校核公式：設(shè)計公式：（3）乏累強度計算對于受變載荷的螺栓連接，按靜強度設(shè)計尺寸后，還需進(jìn)行乏累強度校核。乏累強度條件為式中—有效應(yīng)力集中系數(shù)—螺紋制造工藝系數(shù)

—尺寸系數(shù)—平安系數(shù)—螺栓材料的對稱拉壓乏累極限,MPa3.5.3、螺栓連接的許用應(yīng)力螺栓許用剪應(yīng)力及許用擠壓應(yīng)力3.4螺栓組連接的設(shè)計3.4.1、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計*目的：合理地確定連接結(jié)合面的幾何形態(tài)和螺栓的布置形式*要考慮的問題：1、連接結(jié)合面的幾何形態(tài)常設(shè)計成軸對稱的簡潔幾何形態(tài)2、螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理3、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距扳手空間4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取4,6,8等偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線5、避開螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的緣由斜墊圈的應(yīng)用凸面和沉頭座的應(yīng)用避開偏載的結(jié)構(gòu)3.4.2、螺栓組連接的受力分析

1、受軸向載荷的螺栓組連接設(shè)定有z個螺栓則：單個螺栓受外力2、受橫向載荷的螺栓組連接、（1）一般螺栓連接式中：f—接合面間摩擦因數(shù)；m—接合面數(shù)；Kf—考慮摩擦因數(shù)不穩(wěn)定及靠摩擦傳力有時不行靠而引入的牢靠性系數(shù)，一般Kf=1.1~1.3。(2)用鉸制孔用螺栓連接螺栓受力：剪切力Fs式中z—螺栓數(shù)目。3、受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組連接(1)接受一般螺栓連接時，靠預(yù)緊后在接合面上各螺栓處摩擦力對形心的力矩之和平衡外加力矩T。式中:r1、r2、...rz——各螺栓中心至螺栓組形心O的距離Kf—牢靠性系數(shù)；f—接合面間摩擦因數(shù)；z—螺栓數(shù)目。（2）接受鉸制孔用螺栓連接時，忽視接合面上的摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力對底板旋轉(zhuǎn)中心的力矩之和來平衡。4、受傾覆力矩M的螺栓組連接受傾覆力矩的螺栓組連接除要求螺栓強度足夠外，還應(yīng)保證接合面既不出縫隙也不被壓潰。接合面右端應(yīng)滿足：左端應(yīng)滿足：由公式求得預(yù)緊力F′，并取兩者較大值,和工作拉力Fmax求得作用在螺栓