机械设计第五章1

1、2021-8-11 机械设计基础机械设计基础 II（零件）（零件） 电子科技大学电子科技大学 凌丹凌丹 第二篇第二篇 连连 接接 机械电子工程学院机械电子工程学院 连接在机器中的作用连接在机器中的作用 便于机器的制造、安装、运输、维修。便于机器的制造、安装、运输、维修。 零件零件构件构件部件部件机器机器 联接联接联接联接联接联接 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 School of Mechatronics Engineering, UESTC 3 连接的类型连接的类型 动连接：滑键连接、导向键连接动连接：滑键连接、导向键连接 静连接：螺纹连接、平键连接静连接：螺纹连接、平键

2、连接 可拆连接：螺纹连接可拆连接：螺纹连接 不可拆连接：铆接、胶接等不可拆连接：铆接、胶接等 形锁合连接：无键连接形锁合连接：无键连接 摩擦锁合连接：螺纹连接、平键连接摩擦锁合连接：螺纹连接、平键连接 第五章第五章 螺纹连接和螺旋传动螺纹连接和螺旋传动 机械电子工程学院机械电子工程学院 本章内容本章内容 螺纹的类型及其应用螺纹的类型及其应用 螺纹连接的类型及其应用螺纹连接的类型及其应用 螺纹连接的防松螺纹连接的防松 单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算 螺栓组连接的受力分析螺栓组连接的受力分析 螺旋传动简介螺旋传动简介 机械电子工程学院机械电子工程学院 6 螺纹连接的工程应用螺纹连接的

3、工程应用 汽车轮胎汽车轮胎 机械电子工程学院机械电子工程学院 机床机床 螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用 机械电子工程学院机械电子工程学院 8 飞机机翼飞机机翼 螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用 机械电子工程学院机械电子工程学院 化工管道化工管道 螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用 机械电子工程学院机械电子工程学院 锁紧螺母锁紧螺母 螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用 机械电子工程学院机械电子工程学院 第一节第一节 螺纹螺纹 螺纹副类型螺纹副类型 内螺纹内螺纹 外螺纹外螺纹 螺纹类型螺纹类型 传动螺纹传动螺纹 联接螺纹联接螺纹 普通螺纹普通螺纹 米制锥螺纹米制锥螺纹 管螺纹管螺纹

4、梯形螺纹梯形螺纹 矩形螺纹矩形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用 机械电子工程学院机械电子工程学院 外螺纹外螺纹 内螺纹内螺纹 机械电子工程学院机械电子工程学院 螺纹的牙型螺纹的牙型 矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹 15 30 3 30 机械电子工程学院机械电子工程学院 1. 普通螺纹普通螺纹 普通螺纹：牙型角为普通螺纹：牙型角为60，内、外螺纹旋合有径向间隙。，内、外螺纹旋合有径向间隙。 粗牙螺纹：用于一般联接。粗牙螺纹：用于一般联接。 细牙螺纹：用于细小零件、薄壁零件、微调螺纹细牙螺纹：用于

5、细小零件、薄壁零件、微调螺纹 机械电子工程学院机械电子工程学院 2. 非螺纹密封的管螺纹非螺纹密封的管螺纹 圆柱管螺纹（英制螺纹）：圆柱管螺纹（英制螺纹）：牙顶有较大圆角，内、外牙顶有较大圆角，内、外 螺纹旋合后无径向间隙，保证联接的紧密性。用于管螺纹旋合后无径向间隙，保证联接的紧密性。用于管 接头、阀门等，需要在密封面间添加密封物。接头、阀门等，需要在密封面间添加密封物。 机械电子工程学院机械电子工程学院 3. 螺纹密封的管螺纹螺纹密封的管螺纹 英制螺纹：英制螺纹：螺纹分布在圆锥管壁上，螺纹旋合后，靠螺纹分布在圆锥管壁上，螺纹旋合后，靠 自身变形保证联接的紧密性，不需要填料。自身变形保证联接

6、的紧密性，不需要填料。 机械电子工程学院机械电子工程学院 4. 米制锥螺纹米制锥螺纹 米制螺纹：米制螺纹：牙型角牙型角6060，螺纹分布在圆锥管壁上，螺纹分布在圆锥管壁上， 用于气体或液体管路系统，是依靠螺纹密封的联用于气体或液体管路系统，是依靠螺纹密封的联 接螺纹。接螺纹。 机械电子工程学院机械电子工程学院 5. 矩形螺纹矩形螺纹 矩形螺纹：矩形螺纹：牙型为正方形，传动效率比另外两种牙型为正方形，传动效率比另外两种 传动螺纹高，牙根强度弱，磨损间隙难以补偿。传动螺纹高，牙根强度弱，磨损间隙难以补偿。 机械电子工程学院机械电子工程学院 6. 梯形螺纹梯形螺纹 梯形螺纹：梯形螺纹：牙型为等腰梯形

7、，传动效率比矩形螺牙型为等腰梯形，传动效率比矩形螺 纹略低，牙根强度高，磨损间隙可以补偿，最常纹略低，牙根强度高，磨损间隙可以补偿，最常 用的传动螺纹。用的传动螺纹。 机械电子工程学院机械电子工程学院 7. 锯齿形螺纹锯齿形螺纹 锯齿形螺纹：锯齿形螺纹：牙型为不等腰梯形，内、外螺纹旋牙型为不等腰梯形，内、外螺纹旋 合后大径处无径向间隙。兼有矩形螺纹传动效率合后大径处无径向间隙。兼有矩形螺纹传动效率 高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用于单向受力高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用于单向受力 的螺旋传动。的螺旋传动。 机械电子工程学院机械电子工程学院 21 二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数 大径大径

8、d即螺纹的公称直径。即螺纹的公称直径。 小径小径d1常用于联接的强度计算。常用于联接的强度计算。 中径中径d2常用于联接的几何计算。常用于联接的几何计算。 螺距螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。轴向距离。 牙型角牙型角a a螺纹轴向截面内，螺纹牙型两螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。侧边的夹角。 升角升角 螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。的平面间的夹角。 线数线数n螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。 导程导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，一周所移动的轴向

9、距离，S = nP。 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 22 Pitchp螺距螺距 LeadL导程导程 Thread anglea牙型角牙型角 Helix anglel螺旋升角螺旋升角 Major diameterd公称直径公称直径 Root diameterd1小径小径 threadn线数线数 机械电子工程学院机械电子工程学院 螺纹线数螺纹线数 Single-threaded screw Double-threaded screw Multiple-threaded screw pL pL2 npL A multiple-threaded screw advances a

10、nut （螺母螺母） more rapidly than a single-threaded screw of the same pitch. 机械电子工程学院机械电子工程学院 左旋螺纹与右旋螺纹左旋螺纹与右旋螺纹 Left-handed screwRight-handed screw 机械电子工程学院机械电子工程学院 第二节第二节 螺纹连接的类型和标准连接件螺纹连接的类型和标准连接件 机械电子工程学院机械电子工程学院 螺栓连接螺栓连接 普通螺栓连接普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接 螺钉连接螺钉连接 双头螺柱连接双头螺柱连接 紧定螺钉连接紧定螺钉连接 一、螺纹连接的类一、螺纹连接

11、的类 型型 机械电子工程学院机械电子工程学院 1. 螺栓连接螺栓连接 普通螺栓连接普通螺栓连接被连接件不被连接件不 太厚，螺杆带钉头，通孔不带太厚，螺杆带钉头，通孔不带 螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配 合使用。合使用。装配后孔与杆间有间装配后孔与杆间有间 隙，并在工作中不允许消失隙，并在工作中不允许消失， 结构简单，装拆方便，可多次结构简单，装拆方便，可多次 装拆，应用较广。装拆，应用较广。Common bolt joints 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 铰制孔螺栓连接：铰制孔螺栓连接：装装 配后螺栓光杆部分与配后螺栓光杆部分与 被联接件孔壁之间无

12、被联接件孔壁之间无 间隙，间隙，主要承受横向主要承受横向 载荷，也可作定位用载荷，也可作定位用 ，采用基孔制配合。，采用基孔制配合。 Fitted bolt joints 机械电子工程学院机械电子工程学院 普通螺栓普通螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓 杆孔间隙杆孔间隙 过渡配合面过渡配合面 机械电子工程学院机械电子工程学院 2. 双头螺柱连接双头螺柱连接 双头螺柱连接：双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，螺杆两端无钉头， 但均有螺纹，装配时一端旋入被连但均有螺纹，装配时一端旋入被连 接件，另一端配以螺母。适于常拆接件，另一端配以螺母。适于常拆 卸而被联接件之一较厚时。折装时卸而被联接件之一较厚时。折装时 只

13、需拆螺母，而不将双头螺栓从被只需拆螺母，而不将双头螺栓从被 联接件中拧出。联接件中拧出。 Stud joints 机械电子工程学院机械电子工程学院 3. 螺钉联接螺钉联接 适于被联接件之一适于被联接件之一 较厚（上带螺纹孔），较厚（上带螺纹孔）， 不需经常装拆，一端有不需经常装拆，一端有 螺钉头，不需螺母，适螺钉头，不需螺母，适 于受载较小情况。于受载较小情况。 Cap screw joints 机械电子工程学院机械电子工程学院 4. 紧定螺钉联接紧定螺钉联接 拧入后，利用杆末端拧入后，利用杆末端 顶住另一零件表面或旋入顶住另一零件表面或旋入 零件相应的缺口中以固定零件相应的缺口中以固定 零件

14、的相对位置。可传递零件的相对位置。可传递 不大的轴向力或扭矩。不大的轴向力或扭矩。 Setscrew joints 轴轴 轴上零件轴上零件 轴轴 轴上零件轴上零件 机械电子工程学院机械电子工程学院 5. 其它螺纹联接其它螺纹联接 地脚螺栓联接 吊环螺钉联接 机械电子工程学院机械电子工程学院 二、标准连接件二、标准连接件 六角头螺栓六角头螺栓 双头螺柱双头螺柱 螺钉螺钉 紧定螺钉紧定螺钉 自攻螺钉自攻螺钉 六角螺母六角螺母 圆螺母圆螺母 垫圈垫圈 Bolt Stud Cap Screw Setscrew Nut Washer threaded fastener 机械电子工程学院机械电子工程学院

15、1. 六角头螺栓六角头螺栓 普通螺栓普通螺栓六角头，小六角头，标准六角头，大六角头，内六角六角头，小六角头，标准六角头，大六角头，内六角 铰制孔螺栓铰制孔螺栓螺纹部分直径较小。螺纹部分直径较小。 机械电子工程学院机械电子工程学院 2. 双头螺柱双头螺柱 机械电子工程学院机械电子工程学院 3. 螺钉螺钉 机械电子工程学院机械电子工程学院 4. 紧定螺钉紧定螺钉 末端形状有锥端、平端和圆柱端末端形状有锥端、平端和圆柱端， 锥端适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的锥端适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的 场合；场合； 平端接触面积大，不伤零件表面，用于定紧硬度较大的平端接触面积大，不

16、伤零件表面，用于定紧硬度较大的 表面，或经常拆卸的场合；表面，或经常拆卸的场合； 圆柱端压入轴上的凹坑中，适用于紧定空心轴上的零件圆柱端压入轴上的凹坑中，适用于紧定空心轴上的零件 位置。位置。 机械电子工程学院机械电子工程学院 5. 自攻丝螺钉自攻丝螺钉 被联接件多位金属薄板、轻合金或塑料制品。被联接件多位金属薄板、轻合金或塑料制品。 被联接件可不预先制出螺纹，在联接时利用螺钉被联接件可不预先制出螺纹，在联接时利用螺钉 直接攻出螺纹。直接攻出螺纹。 机械电子工程学院机械电子工程学院 6. 六角螺母和圆螺母六角螺母和圆螺母 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 School of

17、Mechatronics Engineering, UESTC 41 机械电子工程学院机械电子工程学院 圆螺母常用来轴向固定轴上零件圆螺母常用来轴向固定轴上零件 机械电子工程学院机械电子工程学院 7. 垫圈垫圈 放置在螺母和被连接件之间，保护支承表面，放置在螺母和被连接件之间，保护支承表面， 防止螺纹防止螺纹连连接松动。接松动。 机械电子工程学院机械电子工程学院 第三节第三节 螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧 Bolt Tightening and Preload 机械电子工程学院机械电子工程学院 多数联接在装配时必须拧紧螺母，使螺纹联接在承受工多数联接在装配时必须拧紧螺母，使螺纹联接在承受工 作

18、载荷之前受到预紧力的作用作载荷之前受到预紧力的作用紧联接紧联接； 在受载之前不需拧紧的联接在受载之前不需拧紧的联接松联接松联接。 预紧的目的：预紧的目的： 增加联接的刚度、紧密性和提高防松能力。增加联接的刚度、紧密性和提高防松能力。 对重要的螺栓联接，在装配时要控制预紧力。（预紧力对重要的螺栓联接，在装配时要控制预紧力。（预紧力 要适度）要适度） 机械电子工程学院机械电子工程学院 松联接实例松联接实例 在承受工作载荷之前，螺栓不受力（除自重）。在承受工作载荷之前，螺栓不受力（除自重）。 机械电子工程学院机械电子工程学院 When we tighten a bolt, ( a) we apply

19、 torque to the nut, ( b) the nut turns, ( c) the bolt stretches, ( d) creating preload. 紧连接紧连接预紧力预紧力 T 机械电子工程学院机械电子工程学院 拧紧力矩拧紧力矩 T 21 TTT 拧紧力矩拧紧力矩 螺旋副间的螺旋副间的 摩擦阻力矩摩擦阻力矩 螺母环形端螺母环形端 面与被连接件支面与被连接件支 承面之间的摩擦承面之间的摩擦 阻力矩。阻力矩。 机械电子工程学院机械电子工程学院 预紧力预紧力F0 机械电子工程学院机械电子工程学院 预紧力的控制预紧力的控制 对于重要的或有特殊要求的螺栓联接，预紧力的数值对于

20、重要的或有特殊要求的螺栓联接，预紧力的数值 应在装配图上做出技术说明。应在装配图上做出技术说明。 受变载荷的螺栓联接的预紧力应比受静载荷的螺栓预受变载荷的螺栓联接的预紧力应比受静载荷的螺栓预 紧力大。紧力大。 预紧力的数值应根据载荷性质、联接刚度等具体条件预紧力的数值应根据载荷性质、联接刚度等具体条件 确定。确定。 控制预紧力的方法有：控制预紧力的方法有： 测力矩扳手测力矩扳手 定力矩扳手定力矩扳手 机械电子工程学院机械电子工程学院 测力矩扳手测力矩扳手 刻度表直接显刻度表直接显 示拧紧力矩的示拧紧力矩的 大小大小 机械电子工程学院机械电子工程学院 定力矩扳手定力矩扳手 当拧紧力矩超过规定当拧

21、紧力矩超过规定 值，卡盘与圆柱销之间打值，卡盘与圆柱销之间打 滑，调整弹簧压紧力可调滑，调整弹簧压紧力可调 整预紧力。整预紧力。 机械电子工程学院机械电子工程学院 测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量 通过测量螺栓的伸通过测量螺栓的伸 长量来控制预紧力，较长量来控制预紧力，较 为精确。为精确。 机械电子工程学院机械电子工程学院 第四节第四节 螺纹连接的防松螺纹连接的防松 Preventing loosening of screw joints 机械电子工程学院机械电子工程学院 防松的目的防松的目的： 联接用螺纹可以实现自锁，支承面间的摩擦力也可以联接用螺纹可以实现自锁，支承面间的摩擦力也可以 阻止螺母

22、的旋转和松脱。在静载或温度变化不大时，阻止螺母的旋转和松脱。在静载或温度变化不大时， 螺纹不会自动松脱；螺纹不会自动松脱； 在冲击、振动或变载下，或温度变化较大时，螺纹副在冲击、振动或变载下，或温度变化较大时，螺纹副 间和支承面间的摩擦阻力可能减小或瞬间消失。这种间和支承面间的摩擦阻力可能减小或瞬间消失。这种 情况多次重复，会使联接松动，导致机器不能正常工情况多次重复，会使联接松动，导致机器不能正常工 作或发生严重事故。作或发生严重事故。 机械电子工程学院机械电子工程学院 防松方法防松方法 螺纹联接防松的实质是：螺纹联接防松的实质是： 防止螺纹副的相对转动。防止螺纹副的相对转动。 摩擦防松摩擦

23、防松 使螺纹副中产生附加的摩擦力使螺纹副中产生附加的摩擦力 机械防松机械防松 采用专门的防松元件约束螺纹副的相对运动采用专门的防松元件约束螺纹副的相对运动 破坏螺纹副的关系破坏螺纹副的关系 如果螺纹副很少被拆开，把螺纹副转变为非运动副如果螺纹副很少被拆开，把螺纹副转变为非运动副。 机械电子工程学院机械电子工程学院 摩擦防松对顶螺母摩擦防松对顶螺母 两螺母对顶拧紧，螺栓旋合两螺母对顶拧紧，螺栓旋合 段受拉而螺母受压，两螺母段受拉而螺母受压，两螺母 的相互作用力使旋合段的螺的相互作用力使旋合段的螺 纹面上产生附加摩擦力。纹面上产生附加摩擦力。 用于低速、重载的联接。用于低速、重载的联接。 Two

24、nuts 机械电子工程学院机械电子工程学院 摩擦防松弹簧垫圈摩擦防松弹簧垫圈 利用拧紧螺母把垫圈压利用拧紧螺母把垫圈压 平后产生的弹性反力来平后产生的弹性反力来 保持螺纹副间有一定的保持螺纹副间有一定的 附加摩擦力。附加摩擦力。 用于不太重要的联接。用于不太重要的联接。 Spring washer 机械电子工程学院机械电子工程学院 摩擦防松自锁螺母摩擦防松自锁螺母 螺母一端制成非螺母一端制成非 圆形收口或开缝圆形收口或开缝 后径向收口。后径向收口。 机械电子工程学院机械电子工程学院 摩擦防松摩擦防松横向切口螺母横向切口螺母 拧紧螺母上的螺钉时，切拧紧螺母上的螺钉时，切 口上下两部分变形靠拢，口

25、上下两部分变形靠拢， 使螺纹副压紧。使螺纹副压紧。 机械电子工程学院机械电子工程学院 机械防松开口销与槽形螺母机械防松开口销与槽形螺母 六角槽形螺母拧紧后，把六角槽形螺母拧紧后，把 开口销插入螺母槽与螺栓开口销插入螺母槽与螺栓 尾部孔内，将开口销尾部尾部孔内，将开口销尾部 掰开，阻止了螺母与螺栓掰开，阻止了螺母与螺栓 的相对运动。的相对运动。 由于槽数少，栓杆销孔不由于槽数少，栓杆销孔不 易与螺母最佳锁紧位置时易与螺母最佳锁紧位置时 的槽口吻合，装配困难。的槽口吻合，装配困难。 机械电子工程学院机械电子工程学院 机械防松机械防松止动垫圈（单耳或双耳）止动垫圈（单耳或双耳） 止动垫圈的一边上弯贴

26、在螺止动垫圈的一边上弯贴在螺 母的侧面上，另一边下弯贴母的侧面上，另一边下弯贴 紧在被联接件的侧面上。紧在被联接件的侧面上。 只能用于联接部分有容纳弯只能用于联接部分有容纳弯 耳的场合。耳的场合。 防松较为可靠。防松较为可靠。 机械电子工程学院机械电子工程学院 机械防松串联钢丝机械防松串联钢丝 将钢丝穿入各螺钉头部的将钢丝穿入各螺钉头部的 孔内，使其相互制约。孔内，使其相互制约。 防松可靠，但装拆不便，防松可靠，但装拆不便， 仅适用于螺钉组联接。仅适用于螺钉组联接。 机械电子工程学院机械电子工程学院 冲点法防松冲点法防松 焊接防松焊接防松 破坏螺纹副方法破坏螺纹副方法 机械电子工程学院机械电子

27、工程学院 思考题思考题 螺纹连接有哪些基本类型？各适用于什么场合？螺纹连接有哪些基本类型？各适用于什么场合？ 连接用螺纹是什么形状？连接用螺纹是什么形状？ 传动用螺纹是什么形状？传动用螺纹是什么形状？ 螺纹的公称直径是什么？螺纹的公称直径是什么？ 强度计算时的危险截面面积用哪一直径计算？强度计算时的危险截面面积用哪一直径计算？ 螺纹连接预紧的目的是什么？螺纹连接预紧的目的是什么？ 控制预紧力有哪些方法？控制预紧力有哪些方法？ 螺纹连接防松的本质是什么？螺纹连接防松的本质是什么？ 有哪些常用的防松措施？有哪些常用的防松措施？ 摩擦防松的原理是什么？摩擦防松的原理是什么？ 螺栓组联接的结构设计螺栓

28、组联接的结构设计 螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析 第五节第五节 螺栓组连接的设计螺栓组连接的设计 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 67 螺栓组联接结构设计的任务螺栓组联接结构设计的任务 |选定螺栓的数目及布置形式选定螺栓的数目及布置形式 |确定螺栓连接的结构尺寸确定螺栓连接的结构尺寸 对于不重要连接采用类比法对于不重要连接采用类比法 重要连接应根据工作载荷分析各螺栓的受力重要连接应根据工作载荷分析各螺栓的受力 情况，找出受力最大的螺栓进行校核。情况，找出受力最大的螺栓进行校核。 机械电子工程学院机械电子工程学院 一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计 |

29、 目的目的 | 合理确定连接接合面的形状和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和连接合理确定连接接合面的形状和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和连接 接合面受力均匀，便于加工和装配。接合面受力均匀，便于加工和装配。 | 应考虑的问题应考虑的问题 | 接合面形状使螺栓组的分布中心与联接接合面的形心重合。接合面形状使螺栓组的分布中心与联接接合面的形心重合。 | 螺栓的布置应使各螺栓受力合理。螺栓的布置应使各螺栓受力合理。 | 螺栓的排列应有合理的间距、边距。螺栓的排列应有合理的间距、边距。 | 分布在同一圆周的螺栓数目，宜取偶数。分布在同一圆周的螺栓数目，宜取偶数。 | 同一组螺栓材料、尺寸均应相同。同一组螺

30、栓材料、尺寸均应相同。 | 避免螺栓承受偏心载荷。避免螺栓承受偏心载荷。 机械电子工程学院机械电子工程学院 便于加工制造和对称布置螺栓；便于加工制造和对称布置螺栓； 保证连接结合面受力均匀。保证连接结合面受力均匀。 1.使螺栓组的分布中心与连接接合面的形心重合，接合使螺栓组的分布中心与连接接合面的形心重合，接合 面设计成轴对称图形。面设计成轴对称图形。 圆环圆环圆形圆形三角形三角形 矩形框矩形框矩形矩形 一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计 机械电子工程学院机械电子工程学院 2. 2. 螺栓的布置应使各螺栓受力合理。螺栓的布置应使各螺栓受力合理。 承受转矩或翻转力矩的时，尽量使螺栓

31、靠近连接接合面的边缘。承受转矩或翻转力矩的时，尽量使螺栓靠近连接接合面的边缘。 铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向成排布置铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向成排布置8个个 以上的螺栓。以上的螺栓。 机械电子工程学院机械电子工程学院 3. 3. 螺栓的排列应有合理的间距、边距。螺栓的排列应有合理的间距、边距。 足够的扳手空间足够的扳手空间 t0 螺栓间距t0 工作压力 (MPa) 7d 4.5d 4.5 4d 3.5 3d t0 (mm) 1.6 1.6 4 410 1016 1620 2030 d 有密封性要求时有密封性要求时 要控制要控制t0 机械电子工程学院机械电子工程

32、学院 4.4.分布在同一圆周的螺栓数目，宜取偶数。分布在同一圆周的螺栓数目，宜取偶数。 以便在圆周上钻孔时，分度和划线。以便在圆周上钻孔时，分度和划线。 机械电子工程学院机械电子工程学院 5. 5. 避免螺栓承受偏心载荷。避免螺栓承受偏心载荷。 保证接合面平整保证接合面平整 机械电子工程学院机械电子工程学院 二、螺栓组连接的受力分析二、螺栓组连接的受力分析 |目的：目的： |根据连接的结构和受载情况，找出受力最大的螺根据连接的结构和受载情况，找出受力最大的螺 栓并求出其所受的力，以便进行强度计算。栓并求出其所受的力，以便进行强度计算。 横向载荷横向载荷扭转力矩扭转力矩轴向载荷轴向载荷翻转力矩翻

33、转力矩 四种基本载荷四种基本载荷 机械电子工程学院机械电子工程学院 几点假设几点假设 所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； 螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合；螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合； 受载后连接接合面仍保持为平面。受载后连接接合面仍保持为平面。 机械电子工程学院机械电子工程学院 1.受横向载荷的螺栓组连接 外载荷特点：外载荷特点：横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺 栓组的对称中心。栓组的对称中心。 机械电子工程学院机械电子工程学院 FKzifF S0 或或 Ks为防滑系数，设计中

34、为防滑系数，设计中 可取可取Ks =1.11.3。i为接合为接合 面数，面数，z为螺栓个数。为螺栓个数。 （1 1）采用）采用受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接时：时： 机械电子工程学院机械电子工程学院 2021-8-1 School of Mechatronics Engineering, UESTC 78 F F 连接的载荷连接的载荷 螺栓的受力螺栓的受力 （2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓联接受剪铰制孔用螺栓联接时：时： 螺栓受到剪切和挤压，被连接件受到挤压。螺栓受到剪切和挤压，被连接件受到挤压。 iz F FS 机械电子工程学院机械电子工程学院 连接处破坏的形式连接处破坏的形式 剪切破

35、坏剪切破坏 沿螺栓杆的剪切面剪断。沿螺栓杆的剪切面剪断。 挤压破坏挤压破坏 螺栓杆和孔壁的挤压破坏。螺栓杆和孔壁的挤压破坏。 拉伸破坏拉伸破坏 被连接件因螺栓连接，在通孔被连接件因螺栓连接，在通孔 处截面受到削弱，应力增大，易被处截面受到削弱，应力增大，易被 拉断。拉断。 （2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接时：时： 机械电子工程学院机械电子工程学院 2.受扭转力矩的螺栓组连接受扭转力矩的螺栓组连接 在在T作用下，底板有绕通过螺栓组中心作用下，底板有绕通过螺栓组中心 的轴线的轴线OO旋转的趋势，每个螺栓连接旋转的趋势，每个螺栓连接 都受有横向力。都受有横向力。 两种连接

36、方式：两种连接方式： 受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接 受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接 机械电子工程学院机械电子工程学院 假设：各螺栓连接的预紧力相同，接合面的摩擦力集中假设：各螺栓连接的预紧力相同，接合面的摩擦力集中 作用在各螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连作用在各螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连 线垂直。线垂直。 （1 1）采用）采用受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接时：时： TO 0 fF 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 机械电子工程学院机械电子工程学院 z i i s z s rf TK rrrf TK F 1 21 0 TKrrrfF sz

37、210 根据平衡条件及防止接触面滑移条件：根据平衡条件及防止接触面滑移条件： z i i s rf TK F 1 min,0 TO 0 fF 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 机械电子工程学院机械电子工程学院 假设底板为假设底板为刚体刚体，各螺栓的工作载荷与其中心至底，各螺栓的工作载荷与其中心至底 板旋转中心的连线垂直，各螺栓的板旋转中心的连线垂直，各螺栓的剪切刚度相同剪切刚度相同。忽略。忽略 连接中的预紧力和摩擦力。连接中的预紧力和摩擦力。 （2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接时：时： TO 1s F 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 10s F 10 r 4s F 4 r 机械电子工程学院机械电子工程学院 TO 1s F 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 1 r 10s F 10 r 4s F 4 r z i ii TrF 1 超静定问题超静定问题 底板不变形，仅螺栓产生剪切变形。底板不变形，仅螺栓产生剪切变形。 距离中心距离中心O越远，螺栓的剪切变形越大，螺栓的剪越远，螺栓的剪切