《螺纹联接》PPT课件.ppt

螺纹联接结构简单 装拆方便 互换性好 成本低廉 工作可靠 形式灵活多样 可反复拆开而不必破坏任何零件 因而应用广泛 利用螺纹零件还可以组成螺旋副 传递运动和动力 称为螺旋传动 其功用虽不同于螺纹联接 但在受力和几何关系等方面与螺纹联接有许多相似之处 6 0补充内容 6 1螺纹联接的类型 6 2螺纹联接的拧紧与防松 6 3单个螺栓联接的受力分析和强度计算 6 3 1受拉螺栓联接 6 3 2受剪螺栓联接 6 4螺栓组联接的设计 6 5提高螺栓联接强度的措施 6 0补充内容 1 螺纹的分类 工程应用 按螺纹的牙型分 螺纹的分类 按螺纹的旋向分 按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分 按母体形状分 矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹 单线螺纹多线螺纹 外螺纹内螺纹 联接螺纹传动螺纹 圆柱螺纹圆锥螺纹 螺纹分类 2 螺纹的主要参数 d 2 螺纹小径d1 d1 d2 p 3 螺纹中径d2 4 螺距p 5 线数n 6 导程S 8 牙型角 7 螺纹升角 1 螺纹大径d 9 牙型半角 轴线 2 螺纹的主要参数 图1螺纹的主要参数 6 1螺纹联接的主要类型 材料和精度 6 1 1螺纹联接的主要类型 螺纹联接的分类 图 1 螺纹紧固件 6 1 2螺纹紧固件的性能等级和材料 2 紧固件的材料和性能等级 螺纹紧固件 6 2螺纹联接的拧紧与防松 6 2 1螺纹联接的拧紧 1 拧紧的目的 2 拧紧力矩 图6 1 T1螺纹力矩 T2螺母支承面摩擦力矩 3 控制拧紧力矩的方法 6 2 2螺纹联接的防松 防松目的 防松原理 摩擦力防松 利用机械元件防松 破坏螺纹副关系 控制拧紧力矩的方法 6 3单个螺栓联接的受力分析和强度计算 6 3 1受拉螺栓联接 主要失效形式 静载 螺纹部分的塑性变形或断裂 变载 栓杆部分的疲劳断裂 精度低或时常装拆时 滑扣 1 受拉松螺栓联接 只承受轴向静载 强度条件 松螺栓联接 2 受拉紧螺栓联接 1 只受预紧力的紧螺栓联接 载荷传递 靠被联接件接合面上的摩擦力来传递外载FR 螺栓受载 只受预紧力F 外载 横向载荷 强度条件 6 4 危险截面上的载荷 2 承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接a 螺栓与被联接件的受力与变形螺栓和被联接件都是弹性体 各零件受力属于静不定问题 螺栓总拉力应根据静力平衡条件和变形协调条件确定 静力平衡条件 图6 5动画 6 6 6 8 变形协调条件 螺栓与被联接件的受力与变形线图 b 设计计算 c 参数的选择 d 强度条件 静强度 6 9 拉力变幅 疲劳强度 6 10 疲劳强度 6 3 2受剪螺栓联接 挤压强度条件 6 12 剪切强度条件 6 11 强度计算内容 图 6 4螺栓组联接的设计 6 4 1螺栓组联接的结构设计 应考虑以下几个方面 1 接合面的几何形状设计成轴对称式 结构设计目的 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置形式 以求各螺栓受力均匀 且便于加工装配 1 分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀布置 2 螺栓应有合理的间距和边距 3 受剪螺栓应布置在载荷方向上 或平行 数目不超过6个 4 联接承受转矩 弯矩时 应尽量使螺栓靠近接合面的边缘 2 螺栓的布置要合理 6 4 2螺栓组联接的受力分析 假设 1 被联接件为刚体 2 各螺栓的拉伸刚度或剪切刚度 材料 直径 长度 和预紧力都相同 3 螺栓的应变在弹性范围内 受力分析的目的 分析各螺栓受力 求出受载最大螺栓所受载荷 进而进行强度计算 1 受轴向力FQ的螺栓组联接 工作载荷 板的平衡条件 2 受横向载荷的螺栓组联接 1 受拉螺栓联接 2 受剪螺栓联接 板平衡条件 3 受旋转力矩T的螺栓组联接 1 用受拉螺栓联接 板的平衡条件 2 受剪螺栓联接 静力平衡条件 变形协调条件 图6 12c 4 受翻转力矩M的螺栓组联接 底板的静力平衡条件 变形协调条件 图6 13 例题6 1 一 计算螺栓受力 二 按静强度条件确定所用螺栓 三 校核螺栓的疲劳强度 1 选螺栓的材料 计算螺栓的许用应力 2 用强度条件求螺栓的计算直径dc 3 选标准件螺栓 6 5提高螺栓联接强度的措施 6 5 1均匀螺纹牙受力分配 6 5 2减小附加应力 6 5 3减轻应力集中 从两方面入手 1 减小螺栓的实际应力 2 提高螺栓的许用疲劳强度 图6 18 螺纹牙受力与变形 6 5 6改善制造工艺 6 5 5选择恰当的预紧力并保持其不减退 减小螺栓的刚度或增大被联接件的刚度 6 5 4降低应力幅 分析总结 螺纹联接的受力分析和强度计算 1 掌握常用螺纹的类型 特点和普通螺纹的主要参数 2 掌握常用螺纹联接的主要类型和应用 3 了解常用螺纹联接的拧紧与防松 4 掌握单个螺栓联接的强度计算 5 掌握螺栓组联接的受力分析 受力分析 强度计算 受翻转力矩的螺栓组联接 例1 图示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架 试设计此螺栓组联接 例2 图示是由两块边板焊成的龙门式起重机导轨托架 两块边板各用4个普通螺栓与立柱 工字钢 相联接 支架所承受的最大载荷为20000N Kf 1 2 s 0 15 螺栓的精度等级为5 6级 试求螺栓的计算直径 复习思考题1 螺纹联接预紧的作用是什么 为什么对重要联接要控制预紧力 2 螺纹联接常用的防松原理有哪些 3 受横向载荷的螺栓组联接 什么情况下宜采用铰制孔用螺栓 4 受拉紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都有什么应力存在 强度计算公式中1 3的含义是什么 5 常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些 这些措施中哪些主要针对静载荷 哪些主要针对变载荷 6 为什么有些气缸盖螺栓用细腰结构的长螺栓 预紧力F 的控制 测力矩板手 测出预紧力矩 定力矩板手 达到固定的拧紧力矩T时 弹簧受压将自动打滑 测量预紧前后螺栓伸长量 精度较高 一 改善螺纹牙间载荷分布不均状况 工作中螺栓牙受拉伸长 螺母牙受压缩短 伸与缩的螺距变化差主要靠旋合各圈螺纹牙的变形来补偿 第一圈变形最大 受力为最大 其余各圈依次递减 旋合螺纹间的载荷分布如图所示 所以采用圈数过多的加厚螺母 并不能提高联接的强度 办法 减小变形差 增加协调性 以缓和矛盾 提高螺栓联接强度的措施 4 避免偏心载荷作用a 被联接件支承面不平突起b 表面与孔不垂直c 钩头螺栓联接 防偏载措施 a 凸合 b 凹坑 鱼眼坑 c 斜垫片 二 螺栓组受力分析 目的 求受力最大载荷的螺栓 1 三角形螺纹 2 矩形螺纹 3 梯形螺纹 代号 T 牙根强度高 易于对中 易于制造 剖分螺母可消除间隙 在螺旋传动中有广泛应用 4 锯齿形螺纹工作边 3 非工作边 30 便于加工 它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点 能承受较大的载荷 但只能用于单向传动 螺纹联接的类型 一 螺纹联接主要类型 1 螺栓联接 可作定位用 采用基孔制配合铰制孔螺栓联接 2 双头螺柱联接 3 螺钉联接 特殊联接 地脚螺栓联接 吊环螺钉联接 4 紧定螺钉联接拧入后 利用钉末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置 可传递不大的轴向力或扭矩 二 标准螺纹联接件 1 螺纹紧固件 1 螺栓 2 双头螺柱 两端带螺纹A型 有退刀槽B型 无退刀槽 3 螺钉与螺栓区别 螺纹部分直径较粗 要求全螺纹 4 紧定螺钉锥端 适于零件表面硬度较低不常拆卸常合平端 接触面积大 不伤零件表面 用于顶紧硬度较大的平面 适于经常拆卸圆柱端 压入轴上凹抗中 适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板 5 自攻螺钉 由螺钉攻出螺纹 6 螺母 垫圈六角螺母 标准 扁 厚 圆螺母 止退垫片 圆螺母 止退垫圈 应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中 外舌