機械設(shè)計基礎(chǔ)第七章螺紋連接

機械設(shè)計基礎(chǔ)第七章螺紋連接匯報人：AA2024-01-12CONTENTS螺紋連接基本概念與分類螺紋連接緊固件螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計螺紋連接力學(xué)性能分析螺紋連接工藝與裝配工程實例與案例分析螺紋連接基本概念與分類01利用螺紋零件工作的連接方式稱為螺紋連接。螺紋連接定義主要作用是實現(xiàn)機械零件間的可拆卸連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中。螺紋連接作用螺紋連接定義及作用由螺栓、螺母和墊圈組成，適用于被連接件不太厚和經(jīng)常拆卸的場合。適用于被連接件較厚且需要經(jīng)常拆卸的場合，裝拆方便。適用于被連接件之一較厚且不需要經(jīng)常拆卸的場合，結(jié)構(gòu)簡單。適用于固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。螺栓連接雙頭螺柱連接螺釘連接緊定螺釘連接螺紋連接類型與特點螺紋連接件已標準化，設(shè)計時可根據(jù)標準選用。螺栓、螺母、墊圈、螺柱、螺釘?shù)染鶠闃藴始?，其?guī)格尺寸可查閱相關(guān)標準。標準化與常用標準件常用標準件標準化螺紋連接緊固件02020401螺栓是一種帶有外螺紋的緊固件，通常需要與螺母配合使用。根據(jù)頭部形狀不同，螺栓可分為六角頭螺栓、圓頭螺栓、方頭螺栓等。螺栓廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于連接和固定兩個或多個零件。03螺栓的材質(zhì)通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。定義材質(zhì)應(yīng)用分類螺栓螺母是一種帶有內(nèi)螺紋的緊固件，通常與螺栓配合使用。根據(jù)形狀不同，螺母可分為六角螺母、圓螺母、方螺母等。螺母的材質(zhì)與螺栓相同，通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。螺母主要用于與螺栓配合，實現(xiàn)兩個或多個零件的緊固連接。定義分類材質(zhì)應(yīng)用螺母墊圈是一種扁平的環(huán)形零件，通常置于螺栓或螺釘頭與被連接件之間，以增加接觸面積、減小壓強、防止松動等。定義根據(jù)材質(zhì)不同，墊圈可分為金屬墊圈和非金屬墊圈；根據(jù)形狀不同，可分為平墊圈、斜墊圈、彈簧墊圈等。分類墊圈的材質(zhì)通常為金屬（如鋼、銅、鋁等）或非金屬（如橡膠、塑料等）。材質(zhì)墊圈廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于增加連接緊密度、防止松動等。應(yīng)用墊圈定義螺柱是一種帶有外螺紋的長條形零件，通常用于連接被連接件之一較厚或不便使用螺栓連接的場合。螺釘則是一種帶有外螺紋的圓柱形零件，通常直接旋入被連接件的螺紋孔中。材質(zhì)螺柱和螺釘?shù)牟馁|(zhì)與螺栓相同，通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。應(yīng)用螺柱和螺釘廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于實現(xiàn)兩個或多個零件的緊固連接。分類根據(jù)頭部形狀不同，螺柱和螺釘可分為多種類型，如六角頭螺柱、沉頭螺釘、自攻螺釘?shù)?。螺柱和螺釘螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計03確保連接強度、剛度和穩(wěn)定性，同時考慮加工、裝配和維修的方便性。設(shè)計原則根據(jù)連接要求和工作環(huán)境，選擇合適的螺紋類型、規(guī)格和精度等級，并進行強度校核。設(shè)計方法結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與方法適用于被連接件之一較厚且需經(jīng)常拆裝的場合，具有較好的防松性能。01020304適用于承受拉力和剪力作用的場合，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但防松性能較差。適用于連接件之一較薄或不宜制通孔的場合，結(jié)構(gòu)緊湊，但裝拆較困難。適用于固定兩個零件的相對位置，可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。螺栓連接螺釘連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接典型結(jié)構(gòu)分析與比較通過改進螺紋牙型、增大螺紋直徑或減小螺距等方式提高連接的承載能力。提高連接的強度和剛度提高防松性能優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式考慮環(huán)境適應(yīng)性采用鎖緊墊圈、自鎖螺母或涂膠等防松措施，提高連接的可靠性。根據(jù)具體需求，采用新型結(jié)構(gòu)形式如內(nèi)六角螺釘、自攻螺釘?shù)龋岣哌B接的效率和便捷性。針對不同工作環(huán)境和使用要求，選擇耐腐蝕、耐高溫或耐低溫等特殊材料，提高連接的適應(yīng)性。結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進方向螺紋連接力學(xué)性能分析04受力特點及影響因素螺紋連接在拉伸載荷作用下，主要承受拉應(yīng)力，可能導(dǎo)致螺紋牙型變形或斷裂。剪切載荷使螺紋連接承受剪應(yīng)力，可能導(dǎo)致螺紋牙型剪切破壞。彎曲載荷使螺紋連接承受彎曲應(yīng)力，可能導(dǎo)致連接松動或斷裂。包括螺紋牙型、螺距、螺紋升角、摩擦系數(shù)、擰緊力矩等。拉伸載荷剪切載荷彎曲載荷影響因素根據(jù)材料的許用應(yīng)力和螺紋連接的應(yīng)力集中系數(shù)，進行強度校核?？紤]動載荷、沖擊載荷等因素，引入安全系數(shù)進行強度校核。通過試驗測定螺紋連接的強度和疲勞壽命，進行強度校核。許用應(yīng)力法安全系數(shù)法試驗法強度校核方法合理控制擰緊力矩，避免過緊或過松導(dǎo)致的連接失效。對螺紋表面進行鍍層、噴涂等處理，提高耐腐蝕性和摩擦性能。采用高強度螺紋牙型，如梯形、鋸齒形等，提高連接強度。如鎖緊墊圈、鎖緊螺母等，防止連接松動。優(yōu)化螺紋牙型控制擰緊力矩表面處理采用鎖緊裝置提高力學(xué)性能措施螺紋連接工藝與裝配05利用車床、銑床或螺紋加工機床進行螺紋的切削加工，包括車削、銑削和磨削等方法。通過滾壓輪對工件表面施加壓力，使金屬產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋。滾壓加工效率高，適用于大批量生產(chǎn)。利用搓絲板對工件進行冷擠壓，使金屬產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋。搓絲加工適用于中小批量生產(chǎn)。切削加工滾壓加工搓絲加工加工工藝簡介裝配方法包括手動裝配、機動裝配和氣壓或液壓裝配等方法。根據(jù)螺紋連接的類型和規(guī)格選擇合適的裝配工具。注意事項在裝配過程中，應(yīng)注意保持螺紋和連接件的清潔，避免雜質(zhì)和油污影響連接質(zhì)量。同時，要控制擰緊力矩，避免過緊或過松導(dǎo)致連接失效。裝配方法及注意事項

常見故障分析與排除方法螺紋損壞由于擰緊力矩過大或裝配不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致螺紋損壞。解決方法包括更換損壞的螺紋件、修復(fù)損壞的螺紋或重新加工螺紋。連接松動由于振動、溫度變化或擰緊力矩不足等原因，導(dǎo)致螺紋連接松動。解決方法包括重新擰緊連接、增加防松措施或更換合適的緊固件。密封失效由于密封件老化、損壞或裝配不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致螺紋連接處泄漏。解決方法包括更換密封件、修復(fù)損壞的密封面或重新裝配密封件。工程實例與案例分析06設(shè)計要求選擇合適的螺栓材料和強度等級，確定螺栓的預(yù)緊力和擰緊力矩，保證連接的密封性和耐久性。設(shè)計背景汽車發(fā)動機缸蓋是發(fā)動機的重要部件，需要承受高溫、高壓和振動等復(fù)雜工況。因此，缸蓋與缸體之間的連接必須牢固可靠。設(shè)計步驟首先根據(jù)工況條件選擇合適的螺栓材料和強度等級；然后計算所需的預(yù)緊力和擰緊力矩；最后通過試驗驗證設(shè)計的可靠性。汽車發(fā)動機缸蓋螺栓連接設(shè)計案例高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，母線排是其關(guān)鍵部件之一。傳統(tǒng)的母線排固定方式存在松動、接觸不良等問題，影響設(shè)備的運行安全。改進背景提高母線排固定的穩(wěn)定性和可靠性，減少設(shè)備故障率。改進目標采用高強度、耐腐蝕的螺紋連接件替換傳統(tǒng)連接件；優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)，增加防松措施；加強安裝過程中的質(zhì)量控制和檢測。改進方案高壓開關(guān)柜母線排固定方式改進案例優(yōu)化背景01橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其調(diào)整裝置用于保證橋梁在溫度變化、荷載變化等條件下的穩(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)的調(diào)整裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)