ch5-聯(lián)接和螺旋傳動

§5-1螺紋的主要參數(shù)和常用類型§5-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖§5-3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件第五章連接和螺旋傳動

§5-4螺栓聯(lián)接的強度計算§5-5設(shè)計螺紋聯(lián)接時應注意的問題聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接第五章聯(lián)接和螺旋傳動可拆聯(lián)接

允許多次裝拆而無損于使用性能的聯(lián)接。不可拆聯(lián)接拆開時至少要損壞聯(lián)接中某一部分的聯(lián)接。一、螺紋的形成§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型d2螺紋一平面圖形沿螺旋線運動時在空間的軌跡螺紋外螺紋內(nèi)螺紋螺栓的螺紋螺母的螺紋二、螺紋的分類內(nèi)螺紋外螺紋螺旋副§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型按螺紋的牙型分30o3o矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型60o30o三角形螺紋（普通螺紋）按螺紋的旋向分右旋螺紋左旋螺紋右旋左旋§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型一般:

n≤4單線螺紋多線螺紋按螺旋線的數(shù)目分雙線螺紋單線螺紋§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型聯(lián)接螺紋傳動螺紋聯(lián)接螺紋傳動螺紋螺旋傳動按螺紋的作用分§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型③中徑d2d1d2d②小徑d1三、螺紋的主要參數(shù)---螺紋的公稱直徑①大徑d§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型---常作為螺紋危險截面計算直徑⑤導程（升距）S

④螺距PSPd1d2dP§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型S=nP§5－1螺紋的主要參數(shù)和常用類型λαγ⑦牙型角αtanλ=πd2S牙型斜角γ

γ⑥螺紋升角λπd2Sλ§5－2螺旋副的受力分析、效率和自鎖一、矩形螺紋

(γ=0°)FQFtd2Ft1、問題的轉(zhuǎn)化§5-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖一、矩形螺紋

(γ=0°)FQFtd2FtFtFQλv1、問題的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為FQFtλvFRFnλρFQFRFtλ+ρ2、滑塊沿斜面等速上升斜面對滑塊的總反作用力使滑塊等速上升所需的水平力

FfT=Ftd22=FQd22tan(λ+ρ

)Ft=FQtan(λ+ρ

)3、滑塊沿斜面等速下滑維持滑塊等速下滑所需的平衡力

Ft=FQ

tan(λ-ρ

)FRFnρλλFQvFt

FfFQFtFRλ-ρ4、螺旋副的自鎖Ft=FQ

tan(λ-ρ

)FRFnρλλFQvFt

Ff螺旋副被擰緊后，若不加外力矩，不論軸向載荷FQ有多大，螺母也不會在其作用下自動松脫。自鎖條件：λ≤ρα軸線螺桿螺母軸線§5-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖二、非矩形螺紋

(γ≠0°)FQFn=

FQFQγFQFn

=FQcosγFQcosγ=ffcosγFQ=Ff=Fn

f=fFQ矩形：Ff=F’n

f非矩形：γfcosγFQ=Ff=Fn

f=fFQ矩形：Ff=Fn

f非矩形：=fv

FQ式中

fv----當量摩擦系數(shù)=tanρvfcosγ=fvρv----當量摩擦角對比將f→

fv，ρ→ρv，就可像矩形螺紋那樣對非矩形螺紋進行力的分析?！?－2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副效率：◆滑塊沿非矩形螺紋等速上升時（即擰緊螺母時），施加在中徑處的水平推力：驅(qū)動力矩：tan(λ+ρv

)T=Ftd22=FQd22Ft

=

FQtan(λ+ρv)§5－2螺旋副的受力分析、效率和自鎖自鎖條件：λ≤ρv1.螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓螺栓聯(lián)接孔與螺桿之間留有間隙潘存云教授研制潘存云教授研制dd一、螺紋聯(lián)接的基本類型§5-3螺紋連接和螺紋聯(lián)接件普通螺栓聯(lián)接潘存云教授研制2.螺釘聯(lián)接3.雙頭螺柱聯(lián)接----用于不常拆卸的場合----用于經(jīng)常拆卸的場合盲孔聯(lián)接§5-3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件潘存云教授研制4.緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘三、螺紋緊固件（自學）§5-3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件§5-4螺栓連接的預緊預緊力：

大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到的力FQ0。預緊的目的：

增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。T∑

≈0.2FQ0

ddw式中：d為螺紋的公稱直徑FaT

∑d0d二、預緊力F0及擰緊力矩T間的關(guān)系

F0為預緊力§5-4螺栓連接的預緊一、概述一般扳手長度L≈15d，擰緊力為F，則T=FLFL=F×15d=0.2

FQ0dFQ0=75F若加在扳手上的力：F=200N則：FQ0≈15000N若用這個預緊力擰M12的鋼制螺栓，則很可能因過載而被擰斷?！鄬τ谥匾穆?lián)接，不宜采用<M12的螺栓。T∑

≈0.2FQ0

d§5-4螺栓連接的預緊測力矩扳手三、預緊力的控制方法F定力矩扳手1)憑手感經(jīng)驗；2)測力矩扳手；3)定力矩扳手；§5-4螺栓連接的預緊§5-5螺栓連接的強度計算螺栓聯(lián)接的強度計算根據(jù)聯(lián)接類型裝配受力d1公稱直徑d螺栓的受力一、松螺栓聯(lián)接特點：裝配時，螺母不擰緊。強度條件：式中:d1----螺紋小徑mm，設(shè)計公式：[σ]—許用應力Mpa§5-5螺栓聯(lián)接的強度計算二、緊螺栓聯(lián)接特點：裝配時，螺母需要擰緊?！?-5螺栓聯(lián)接的強度計算1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接FF1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接A.采用普通螺栓聯(lián)接時二、緊螺栓聯(lián)接F0F0F0F0工作原理：依靠螺栓預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷FF1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接A.采用普通螺栓聯(lián)接時二、緊螺栓聯(lián)接F0F0F0F0工作原理：依靠螺栓預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷為防止被聯(lián)接件之間發(fā)生相對滑動預緊力：FF/2F/2FFm=1m=2強度條件：注意：聯(lián)接所受載荷與螺栓所受載荷之間有何不同?1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接B.采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時工作原理：依靠螺栓桿受剪切和擠壓來抵抗橫向載荷。剪切強度條件：擠壓強度條件：潘存云教授研制FF/2F/2§5-5螺栓聯(lián)接的強度計算潘存云教授研制FF/2F/2----桿與孔壁擠壓面的最小高度n

----剪切面數(shù)目d0d0----螺栓剪切面的直徑剪切強度條件：擠壓強度條件：見表5---6m=2式中：F----螺栓所受的工作剪力2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接每個螺栓平均承受的軸向工作載荷：p·πD2/4FQ=ZpFQFQD注意：螺栓實際承受的總拉伸載荷FQ∑≠

FQ

+F0

=FQ+FQr§5-5螺栓聯(lián)接的強度計算2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接§5-5螺栓聯(lián)接的強度計算緊螺栓聯(lián)接應能保證被聯(lián)接件的接合面不出現(xiàn)縫隙，因此，殘余預緊力

FQr>0當工作載荷穩(wěn)定時，?。篎Qr=（0.2~0.6）FQ當工作載荷有變化時，?。篎Qr=（0.6~1.0）FQ對有緊密性要求的聯(lián)接（壓力容器）：FQr=（1.5~1.8）FQ通常，先根據(jù)聯(lián)接的工作要求確定FQ求出總拉伸載荷Fa計算螺栓強度§5-5螺栓聯(lián)接的強度計算FQ∑=FQ+FQr一、鍵聯(lián)接的類型、特點及應用平鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接§5-9鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接1.平鍵聯(lián)接普通平鍵導向平鍵(1).普通平鍵聯(lián)接特點：●

鍵的兩個側(cè)面是工作面，工作時依靠鍵與鍵槽側(cè)壁的擠壓傳遞扭矩。間隙●對中心性較好、裝拆方便?！癫荒茌S向固定零件。軸工作面單圓頭

(C型)圓頭

(A型)平頭

(B型)普通平鍵1.平鍵聯(lián)接§5-9鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接起鍵螺孔固定螺釘潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘●長度較長，需用螺釘固定。特點：●可實現(xiàn)軸上零件的軸向移動，構(gòu)成動聯(lián)接。如變速箱內(nèi)的滑移齒輪（2）導向平鍵2.半圓鍵聯(lián)接優(yōu)點：定心好，裝配方便。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。工作面缺點：鍵槽較深，對軸的削弱較大，只適用于輕載聯(lián)接安裝時用力打入工作面3.楔鍵聯(lián)接特點：●楔鍵的上下兩面為工作面。工作時，依靠鍵的楔緊作用來傳遞扭矩?！駥χ行暂^差?！衲艹惺軉畏较虻妮S向力。工作面斜度1：100拆卸空間楔鍵普通楔鍵鉤頭楔鍵應用：僅適用于對中要求不高，載荷平穩(wěn)和低速的場合3.楔鍵聯(lián)接二.平鍵的選擇和鍵聯(lián)接的強度計算1.平鍵的選擇類型選擇尺寸選擇剖面尺寸（b×h）鍵長L（公稱長度）----按軸徑d

從標準中查取-----L≤輪轂長度（表9-4）鍵長應符合標準規(guī)定的長度系列剖面尺寸（b×h）鍵長L主要失效形式：導向平鍵聯(lián)接（動聯(lián)接）平鍵聯(lián)接普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）---工作面被壓潰---工作面的磨損平鍵聯(lián)接受力情況dTFF2.平鍵聯(lián)接的強度計算≤[σp

]dkl2T=普通平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件：σp=FklT=Fd2d22.平鍵聯(lián)接的強度校核dbkdTFF≤[p

]dkl2Tp=導向平鍵聯(lián)接的強度條件：式中：

k----鍵與鍵槽的接觸高度，k≈h/2

l----鍵的工作長度Ll=L-bl=LbA型bB型l≤[σp

]dkl2T=σp=Fkl普通平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件：組成：

外花鍵、內(nèi)花鍵。----多鍵聯(lián)接三、花鍵聯(lián)接應用：對中性要求高、載荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接。組成：

外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點：2)對軸的削弱程度小;因齒槽淺，齒根應力集中小1)多齒傳遞載荷，承載能力高;3)軸上零件與軸的對中性好；導向性好;對