机械设计课件第一章 (5)

1、5-1 概述5-2 螺纹联接的类型5-3 螺纹联接的预紧和防松第五章 螺纹联接和螺旋传动第二篇 联接5-4 螺栓组结构设计与受力分析5-5 单个螺栓强度计算5-6 提高螺纹联接强度的措施5-7 螺旋传动5-1 概述5-1 概述5-1 概述 一.螺纹的主要参数d大径d1小径d2中径（公称直径）P螺距n线数S导程， S=nP升角，2dStan牙型角旋向5-1 螺纹副的受力、效率和自锁F5-1 概述 二.螺纹副的受力、效率和自锁效率拧紧力F轴向载荷QN拧紧时：松开时：)tan(QFv)tan(QFvcosfftanvv拧紧时：松开时：vtantantan)tan(v自锁条件：vv5-1 螺纹的牙型和

2、特点（三角、管螺纹）5-1 概述 三.螺纹的类型和特点1.三角螺纹（普通螺纹）2.管螺纹主要用于联接。自锁性好，效率低，强度高粗牙细牙 用于水、煤气、润滑管道等的联接。5-1 螺纹的牙型和特点（矩形、梯形、锯齿形）5-1 概述 3.矩形螺纹4.梯形螺纹5.锯齿形螺纹 矩形螺纹尚未标准化，其它螺纹已标准化。 用于传动，效率最高，强度低，间隙不能调整。 用于传动，效率略低于矩形螺纹，强度高，间隙可调，常用。 用于单向传动。5-2 螺纹联接的类型（螺栓联接）5-2 螺纹联接的类型5-2 螺纹联接的类型 一.螺栓联接普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接两被联接件都较薄且都是通孔。Mdd0=d+1dMd5-2

3、螺纹联接的类型（双头螺栓联接）5-2 螺纹联接的类型 二.双头螺栓联接两被联接件一个较薄光孔一个较厚螺纹孔用于常拆时5-2 螺纹联接的类型（螺钉联接）5-2 螺纹联接的类型 三.螺钉联接两被联接件一个较薄光孔一个较厚螺纹孔用于不常拆时5-2 螺纹联接的类型（紧定螺钉联接）5-2 螺纹联接的类型 四.紧定螺钉联接5-3 螺纹联接的预紧5-3 螺纹联接的预紧和防松5-3 螺纹联接的预紧和防松 一.预紧力F0和拧紧力矩T 拧紧后被联接件受压螺栓受拉 拧紧的目的 拧紧力矩：T=T1+T20.2F0d式中：T1螺纹副中摩擦力矩T2螺母与支承面间的摩擦力矩2dtanFT2v01202030300c2dDd

4、DFf31T5-3 防松5-3 螺纹联接的预紧和防松 控制T的方法力矩法测螺栓变形量 若采用不控制拧紧力矩，则螺栓直径不宜小于M12。二. 防松 松动的原因在冲击、振动或温度变化大时，螺纹副中摩擦力可能瞬时消失。 防松的根本问题防止螺母与螺栓相对转动。5-3 防松装置5-3 螺纹联接的预紧和防松 常见的防松装置1.摩擦防松使螺纹副中始终存在不随外载变化的正压力。弹簧垫圈优点：简单，方便。缺点：偏载，在冲击振动下不可靠。5-3 双螺母5-3 螺纹联接的预紧和防松 双螺母优点：结构简单，防松可靠。缺点：尺寸大，不美观。横向锁紧螺母5-3 开口销5-3 螺纹联接的预紧和防松 2.机械防松利用机械装置

5、将螺母与螺栓联成一体。开口销与槽形螺母工作可靠，装拆方便，用于有振动的机械上，但销易断。5-3 圆螺母5-3 螺纹联接的预紧和防松 圆螺母与带翅垫片 工作可靠，常用于滚动轴承的轴向定位。止动垫圈结构简单,使用方便,防松可靠。5-3 串联钢丝5-3 螺纹联接的预紧和防松 串联钢丝3.永久防松5-4 螺栓组结构设计与受力分析5-4 螺栓组结构设计与受力分析 5-4 螺栓组结构设计与受力分析一.结构设计二.受力分析 目的求出受力最大的螺栓，以进行单个螺栓强 度计算。 假设：各螺栓直径、长度、材料和预紧力F0相同；受载后结合面仍为平面；螺栓的变形在弹性范围内。5-4 螺栓组受横向载荷5-4 螺栓组结构

6、设计与受力分析 1.螺栓组受横向载荷FR采用普通螺栓FRFRFRFR 靠结合面的摩擦平衡外载荷FR，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。Rs0FKizFf2i 1i izfFKFRs05-4 螺栓组受横向载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 靠剪切和挤压平衡外载荷FR铰制孔用螺栓zFFRS单个螺栓工作载荷：FRFR512O634TTr1r2r35-4 螺栓组受扭矩5-4 螺栓组结构设计与受力分析 2.螺栓组受转矩T底板绕中心O转动。采用普通螺栓 靠结合面的摩擦力矩平衡外载荷T，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。TKrFfrFfrFfsz02010 is0rfTKF0Ff 0Ff 0Ff 5-4 螺栓组受扭矩

7、5-4 螺栓组结构设计与受力分析 采用铰制孔用螺栓 靠剪切、挤压力矩平衡外载荷T。TrFrFrFzTZ22T11T ZTZ22T11TrFrFrF imaxmaxTTirrFF 2imaxmaxTrrTFOT21512O63T4r1r2r3FT3FT2FT1变形协调条件：最大工作载荷：5-4 螺栓组受轴向载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 3.螺栓组受轴向载荷FQpFQZFFQ总载荷FQ：单个螺栓工作载荷：注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。p螺栓受预紧力F05-4 螺栓组受倾覆力矩5-4 螺栓组结构设计与受力分析 4.螺栓组受倾覆力矩MMLFLFLFzZ2211 ZZ2211LFLF

8、LF imaxmaxiLLFF 2imaxmaxLLMF1 23 48 76 5底板绕O-O轴线转动拧紧后，工作前：受M后左侧螺栓被拉紧,轴向力右侧螺栓被放松,轴向力变形协调条件：最大工作拉力：注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。5-4 受力分析小结5-4 螺栓组结构设计与受力分析小结：外载横向力FR扭矩T轴向力FQ倾覆力矩M普通螺栓铰制孔用螺栓iZfFKFRS0ZFFRSiS0rfTKF2imaxmaxrrTFZFFQ2imaxmaxLLMF受拉受剪5-4 螺栓组受复合载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 ZFFRScosFF2FFF2TS22T2Smax 5.螺栓组受复合载荷作用1）

9、铰制孔用螺栓受FR+TFR1234FRFRT2imaxmaxTrrTFFSFTT关键：受力图一定要画对。5-4 螺栓组受复合载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 2）普通螺栓ifFKFmaxS0受FR+TZFFRScosFF2FFF2TS22T2Smax FRFRT2imaxmaxTrrTF1234FRTFT螺栓2、3处横向力最大：FSFQFQM5-4 螺栓组受复合载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受FQ+MZFFQ2imaxQmaxLLMZFF FQM2imaxmaxLLMFFQ工作拉力5-4 螺栓组受复合载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析受FR（或T）+FQZFFQFFFFF012 FQFQFQFRiZfFKFRS1FR残余预紧力单个螺栓受的总拉力FFF02工作拉力5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受FR（或T）+M2imaxmaxLLMFFFF02 MiZfFKFRS0FR预紧力受力最大螺栓的总拉力max02FFF工作拉力FRMFRMFRFQ5-4 螺栓组受复合载荷5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受FR（或T）+FQ+M2imaxQmaxLLMZFFFFFFF0max12 FQ+MFR受力最大螺栓的总拉力max02FFF工作拉力iZfFKFRS1残余预紧力5-4 螺栓组受力分析步骤5-4 螺栓组结构