东北大学考研机械PPT 第二章 联接

1、第二章第二章 联联 接接东北大学国家工科机械基础课程教学基地东北大学国家工科机械基础课程教学基地22-0概述概述2-1螺纹联接螺纹联接2-2螺纹联接类型和标准联接件螺纹联接类型和标准联接件2-3螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松目录目录2-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算2-5键联接键联接3一、联接的作用一、联接的作用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二、联接的分类二、联接的分类1、动联接：被联接零件可相对运动、动联接：被联接零件可相对运动运动副运动副2、静联接：被联接零件无相对运动、静联接：被联接零件无相对运动构件构件（1）可拆联接：螺纹、键、销、成型联接）

2、可拆联接：螺纹、键、销、成型联接（2）不可拆联接：铆接、焊接、胶结）不可拆联接：铆接、焊接、胶结（3）过盈配合：温差法装入）过盈配合：温差法装入可拆可拆 压如法装入压如法装入不可拆不可拆2-0概述概述42-1螺纹联接螺纹联接一、螺纹联接的基础知识一、螺纹联接的基础知识1 1、螺旋线与螺纹、螺旋线与螺纹（1）定义：动点绕定轴匀速圆周运动，）定义：动点绕定轴匀速圆周运动， 并沿轴线方向匀速并沿轴线方向匀速 上升，动点轨迹为螺旋线。上升，动点轨迹为螺旋线。一、螺纹联接的基础知识一、螺纹联接的基础知识（2）直观：直角三角形斜边与圆柱体表面的交线）直观：直角三角形斜边与圆柱体表面的交线2、螺纹分类、螺纹

3、分类（1 1）螺纹位置：内、外螺纹）螺纹位置：内、外螺纹（2 2）母体形状：圆柱、圆锥螺纹）母体形状：圆柱、圆锥螺纹（3 3）牙型：三角形、矩形、梯形、矩齿形）牙型：三角形、矩形、梯形、矩齿形（4 4）旋向：左、右）旋向：左、右52-1螺纹联接螺纹联接大径大径d d公称直径（查标准）公称直径（查标准）小径小径d d1 1计算直径（强度计算）计算直径（强度计算）中径中径d d2 2几何直径（几何计算）几何直径（几何计算）螺距螺距P P相邻螺牙对应点间轴向距离相邻螺牙对应点间轴向距离导程导程S S同一螺线相邻螺牙对应点间同一螺线相邻螺牙对应点间 轴向距离轴向距离 S=nPS=nP（n-n-线数）线

4、数）升角升角螺旋线的切线与垂直于螺纹螺旋线的切线与垂直于螺纹 轴线的平面间的夹角轴线的平面间的夹角牙型角牙型角螺纹轴截面内，牙型两侧边的夹角螺纹轴截面内，牙型两侧边的夹角牙型半角牙型半角螺纹轴截面内，牙型侧边与横截面的夹角螺纹轴截面内，牙型侧边与横截面的夹角3 3、普通螺纹的主要参数、普通螺纹的主要参数2 arctandS 一、螺纹联接的基础知识一、螺纹联接的基础知识62-1螺纹联接螺纹联接二、螺纹副的受力、效率与自锁二、螺纹副的受力、效率与自锁二、螺纹副的受力、效率与自锁二、螺纹副的受力、效率与自锁)tan(22)(22vtvtQddFTQtgF cosarctanfffvvvv 1 1、拧

5、紧螺母时的圆周力和力矩、拧紧螺母时的圆周力和力矩2 2、拧紧螺母时的效率、拧紧螺母时的效率3 3、自锁条件、自锁条件)tan(tanv 72-1螺纹联接螺纹联接三、常用螺纹的种类、特点和应用三、常用螺纹的种类、特点和应用三、常用螺纹的种类、特点和应用三、常用螺纹的种类、特点和应用1、联接螺纹：要求自锁、联接螺纹：要求自锁三角形螺纹三角形螺纹（1）普通螺纹（）普通螺纹（=60） 粗牙：常用的联接螺纹粗牙：常用的联接螺纹 细牙：用于薄壁件或密封处细牙：用于薄壁件或密封处（2）管螺纹）管螺纹（=55） （英制）（英制） 一般管路联接一般管路联接 圆柱圆柱：螺纹中线与管轴线平行：螺纹中线与管轴线平行

6、牙顶圆角，旋合后无隙，密封性好牙顶圆角，旋合后无隙，密封性好 圆锥：螺纹中线与管子轴线不平行，自密封性好圆锥：螺纹中线与管子轴线不平行，自密封性好普通螺纹普通螺纹管螺纹管螺纹82-1螺纹联接螺纹联接三、常用螺纹的种类、特点和应用三、常用螺纹的种类、特点和应用2、传动螺纹：要求效率高、传动螺纹：要求效率高（1）矩形螺纹（）矩形螺纹（=0） 效率高，牙根强度差，磨损难补偿效率高，牙根强度差，磨损难补偿（2）梯形螺纹（）梯形螺纹（=30） 效率较高，牙根强，对中好，效率较高，牙根强，对中好， 磨损后用剖分螺母补偿间隙磨损后用剖分螺母补偿间隙常用常用（3）矩齿形螺纹（）矩齿形螺纹（ 工工=3 、非工非

7、工=30） 兼备矩形、梯形螺纹的优点，兼备矩形、梯形螺纹的优点， 非工作面牙根圆角大，强度高非工作面牙根圆角大，强度高矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹三角形三角形矩形矩形梯形梯形矩齿形矩齿形92-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件一、螺纹联接类型一、螺纹联接类型1 1、螺栓联接、螺栓联接被联件较薄、易做成通孔处，可经常拆卸。被联件较薄、易做成通孔处，可经常拆卸。（1 1）普通螺栓：被联件孔与螺栓杆有间隙，可传横向、轴向外载）普通螺栓：被联件孔与螺栓杆有间隙，可传横向、轴向外载（2 2）铰制孔螺栓：被联件孔与螺栓杆过渡配合，只传横向外载）铰制孔螺栓：被联件

8、孔与螺栓杆过渡配合，只传横向外载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102-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件11螺栓联接：两被联接零件较薄，可做成通孔场合螺栓联接：两被联接零件较薄，可做成通孔场合2-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件122-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件被联件之一较厚、不易做成通孔，不需经常拆卸处被联件之一较厚、不易做成通孔，不需经常拆卸处2 2、螺钉联接、螺钉联接132-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件3 3、双头螺柱联接、双头螺柱联接被联件之一较厚、

9、不易做成通孔，需经常拆卸处被联件之一较厚、不易做成通孔，需经常拆卸处142-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件3 3、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接 ：固定两零件相对位置，可传不大扭矩：固定两零件相对位置，可传不大扭矩平端紧定螺钉平端紧定螺钉锥端紧定螺钉锥端紧定螺钉152-2螺纹联接的类型与标准联接件螺纹联接的类型与标准联接件二、标准联接件二、标准联接件1 1、螺纹联接件均为标准件，设计中根据需要按工程尺寸选用、螺纹联接件均为标准件，设计中根据需要按工程尺寸选用2 2、螺纹联接件等级、螺纹联接件等级GB3103.1-82GB3103.1-82规定：螺纹联接件分规定：螺纹联接件分

10、A A、B B、C C三级三级A A级：精密配合，防振场合级：精密配合，防振场合B B级：受载较大，常拆卸调整、变载场合级：受载较大，常拆卸调整、变载场合C C级：一般联接级：一般联接162-3螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松一、预紧一、预紧工作前拧紧工作前拧紧1 1、目的：增加螺纹联接刚度、紧密性和防松能力、目的：增加螺纹联接刚度、紧密性和防松能力3 3、预紧力控制方法、预紧力控制方法（3 3）测螺栓伸长量）测螺栓伸长量2 2、要求：装配时控制预紧力在规定范围内、要求：装配时控制预紧力在规定范围内s 8 . 0 预紧预紧（1 1）测力矩扳手）测力矩扳手（2 2）定力矩扳手）定力矩扳手

11、一、预紧一、预紧172-3螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松二、防松二、防松1 1、目的：防止螺杆与螺母相对转动、目的：防止螺杆与螺母相对转动3 3、防松方法、防松方法2 2、原因：设计条件下、原因：设计条件下v v，静载、恒温条件不会松脱，静载、恒温条件不会松脱 变载、振动、温差大引起螺牙间摩擦力瞬时消失变载、振动、温差大引起螺牙间摩擦力瞬时消失松脱松脱（1 1）、摩擦防松）、摩擦防松利用辅助元件（结构）防止螺纹副间摩擦力消失利用辅助元件（结构）防止螺纹副间摩擦力消失a a、弹簧垫圈、弹簧垫圈b b、双螺母防松、双螺母防松c c、椭圆口自锁螺母、椭圆口自锁螺母 d d、横向切口螺母、横

12、向切口螺母二、防松二、防松182-3螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松（2 2）、机械防松）、机械防松利用防松元件约束螺纹副相对运动利用防松元件约束螺纹副相对运动- -冲击、变载场合冲击、变载场合止动垫片止动垫片开口销与开槽螺母开口销与开槽螺母二、防松二、防松192-3螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松（2 2）、机械防松）、机械防松利用防松元件约束螺纹副相对运动利用防松元件约束螺纹副相对运动- -冲击、变载场合冲击、变载场合圆螺母止动垫片圆螺母止动垫片二、防松二、防松202-3螺纹联接的预紧与防松螺纹联接的预紧与防松（3 3）、破坏螺纹副防松）、破坏螺纹副防松防松可靠，冲击振动大

13、、重要联接防松可靠，冲击振动大、重要联接冲点法：冲坏螺纹副冲点法：冲坏螺纹副端焊法：端部焊死端焊法：端部焊死粘结法：拧紧时涂胶粘结法：拧紧时涂胶二、防松二、防松212-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算一、设计计算内容与步骤一、设计计算内容与步骤1 1、结构设计：确定螺栓布置形式、数量、结构设计：确定螺栓布置形式、数量2 2、受力分析：确定螺栓组中受力最大螺栓和所受最大力、受力分析：确定螺栓组中受力最大螺栓和所受最大力3 3、强度计算：按受力最大螺栓确定整组螺栓直径、强度计算：按受力最大螺栓确定整组螺栓直径一、设计计算步骤一、设计计算步骤二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算（一）普

14、通螺栓联接传递轴向外力（一）普通螺栓联接传递轴向外力1 1、只受工作载荷作用的螺栓联接（工作前不预紧，例：起重吊钩）、只受工作载荷作用的螺栓联接（工作前不预紧，例：起重吊钩）;4 32121NFMpadFFQ工工作作载载荷荷螺螺栓栓许许用用应应力力）设设计计准准则则：（或或拉拉断断）失失效效形形式式：螺螺栓栓塑塑变变（）受受力力分分析析：（ 222-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算2 2、只受预紧力的螺栓联接（、只受预紧力的螺栓联接（工作前预紧，工作中受力不变，例：普通设备盖板工作前预紧，工作中受力不变，例：普通设备盖板）二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算（1 1）受力分析）受

15、力分析 5 . 016 4 3121dTTdQPTQP摩摩擦擦力力矩矩：预预紧紧力力：3 . 1)5 . 0(332222 Tca合成应力：合成应力：单单个个螺螺栓栓预预紧紧力力）设设计计准准则则：（ ppcaQdQ 4 3 . 1321 （2 2）失效形式：螺栓塑变或拉断）失效形式：螺栓塑变或拉断注：受拉、剪应力复合作用的螺栓，可按受纯拉伸处理注：受拉、剪应力复合作用的螺栓，可按受纯拉伸处理, , 将拉应力将拉应力加大加大30%30%计入剪应力的影响。计入剪应力的影响。只受预紧力普通螺栓只受预紧力普通螺栓QpQpTT232-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算3 3、受预紧力、受预紧力Qp

16、Qp和工作载荷和工作载荷F F作用的螺栓联接（作用的螺栓联接（例：气缸螺栓例：气缸螺栓）（2 2）受力分析）受力分析ZFF ：）单单个个螺螺栓栓受受工工作作载载荷荷（ 1工作载荷工作载荷F F螺栓受载螺栓受载被联接件受载被联接件受载预紧状态预紧状态F F作用前作用前预紧拉力预紧拉力Q QP P预紧压力预紧压力Q QP P工作状态工作状态F F作用后作用后( (拉力增加拉力增加) )总载荷总载荷 Q Q( (压力下降压力下降) )残余预紧力残余预紧力Q Q P P FFF F螺母未拧紧螺母未拧紧螺母已拧紧螺母已拧紧受工作载荷受工作载荷F F二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算242-4螺

17、纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算a.a.总载荷总载荷Q=?; Q=?; 残余预紧力残余预紧力Qp=Qp=？载荷载荷螺栓变形螺栓变形被联接件变形被联接件变形变形关系变形关系预紧状态预紧状态Q QP P作用下作用下伸长伸长LL压缩压缩FFL FL F工作状态工作状态Q QP P 、F F共同作用共同作用伸长伸长L +LL +L压缩压缩F -FF -FLL = =FF由图得总载荷由图得总载荷: :FQFQQpp 二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算252-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算b. b. F F = =？由图知由图知: : FLFFF tantan tanLLpLCQFCC

18、CFFLL )52( 表表螺栓相对刚度螺栓相对刚度式中：式中：FLLCCC tanFFpFCQ 螺栓刚度螺栓刚度:被联接件刚度：被联接件刚度： FCCCQFQQFLLpp 总载荷：总载荷：FL 二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算262-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算讨论：讨论：FQQCCCCCQQCCCCCCCCFQQFQFCCCQFQQpFLLLFpFLLLFFLLpFFLLpp 1 0 ；时，时，当当；时，时，当当；、总载荷：总载荷：结论：为减小螺栓总载荷，被联接件刚度不宜太小；结论：为减小螺栓总载荷，被联接件刚度不宜太小；（3）失效形式：）失效形式：a:被联件结合面出缝

19、隙；被联件结合面出缝隙； b:螺栓塑变或被拉断螺栓塑变或被拉断二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算272-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（4）设计准则：）设计准则： FQFFQFFQppp）（平稳：平稳：）（波动：波动：一般联接一般联接）（有紧密性要求：有紧密性要求：6 . 02 . 00 . 16 . 08 . 15 . 10 pQa:保证被联件结合面不出缝隙保证被联件结合面不出缝隙FCCCQQQQFLLPPPP)1( ：应应加加的的预预紧紧力力保保证证要要求求残残余余预预紧紧力力二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算282-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算b:保

20、证螺栓不拉断或塑变保证螺栓不拉断或塑变I:F为静载荷（考虑工作时需要补充拧紧，应计入螺纹力矩的影响）为静载荷（考虑工作时需要补充拧紧，应计入螺纹力矩的影响）4 3 . 121 dQII:F为变载荷为变载荷（按应力幅校核螺杆疲劳强度）（按应力幅校核螺杆疲劳强度）螺螺栓栓应应力力幅幅：螺螺栓栓拉拉力力：工工作作载载荷荷：QQFP0 二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算）表表螺螺栓栓材材料料许许用用应应力力幅幅（aFdQQdaaPa822)(2)(212121minmax 292-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（二）普通螺栓传递横向外力（二）普通螺栓传递横向外力（1）工作原理：结合面

21、摩擦力平衡横向外力）工作原理：结合面摩擦力平衡横向外力 4d 3 . 121 PQ二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算（2）受力分析：螺栓受预紧拉力：）受力分析：螺栓受预紧拉力：QP 被联件受预紧压力：被联件受预紧压力：QP（3）失效形式：）失效形式： （1）螺栓塑变、拉断螺栓塑变、拉断 （2）被联件相对滑移）被联件相对滑移（4）设计准则：）设计准则： （1）螺栓不塑变、不拉断（只受预紧力）螺栓不塑变、不拉断（只受预紧力）（2）被联接件不相对滑移被联接件不相对滑移RKzmfQfP 螺螺栓栓组组所所受受总总横横向向力力可可靠靠性性系系数数摩摩擦擦面面数数螺螺栓栓数数结结合合面面摩摩擦擦系

22、系数数预预紧紧力力式式中中： RKmzfQfP 注：普螺联接传横向力，螺栓受拉装拆放便，注：普螺联接传横向力，螺栓受拉装拆放便，但所需螺栓直径大，冲击、振动时摩擦传力不可靠。但所需螺栓直径大，冲击、振动时摩擦传力不可靠。302-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（三）普通螺栓传递扭矩（三）普通螺栓传递扭矩1、工作原理：摩擦传扭矩、工作原理：摩擦传扭矩4d 3 . 121 PQ二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算2、受力分析：螺栓受预紧拉力：、受力分析：螺栓受预紧拉力：QP 被联件受预紧压力：被联件受预紧压力：QP3、失效形式：（、失效形式：（1）螺栓塑变、拉断螺栓塑变、拉断 （2）

23、被联件相对滑移（转动）被联件相对滑移（转动）4、设计准则：、设计准则： （1）螺栓不塑变、不拉断（只受预紧力）螺栓不塑变、不拉断（只受预紧力）普螺传递力矩普螺传递力矩 312-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算 zifPTKrfQ1i （2）被联接件不相对滑动（转动被联接件不相对滑动（转动） ziifPrfTKQ1 保证不滑动，单个螺栓所需预紧力保证不滑动，单个螺栓所需预紧力的的距距离离螺螺栓栓中中心心到到螺螺栓栓组组中中心心结结合合面面摩摩擦擦系系数数螺螺栓栓组组中中螺螺栓栓数数螺螺栓栓组组承承受受的的总总力力矩矩可可靠靠性性系系数数螺螺栓栓预

24、预紧紧力力式式中中： iffpfTKKQrz3 .11 .1322-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（四）铰制孔螺栓传递横向外力（四）铰制孔螺栓传递横向外力1、工作原理：杆孔挤压、螺杆受剪传递横向力、工作原理：杆孔挤压、螺杆受剪传递横向力minh二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算2、失效形式：（、失效形式：（1）杆孔结合面压溃杆孔结合面压溃 （2）螺杆剪断）螺杆剪断3、设计准则：、设计准则： （1）杆孔不压溃）杆孔不压溃铰制孔螺拴传递横向力铰制孔螺拴传递横向力 min0ppzhdR （2）螺杆不剪断）螺杆不剪断420 zdR）许许用用挤挤压压应应力力（图图图图许许用用剪剪应应力

25、力度度螺螺杆杆受受挤挤压压最最小小接接触触高高螺螺栓栓个个数数螺螺杆杆直直径径力力螺螺栓栓组组成成受受的的总总横横向向外外式式中中：92 );92(min0 phzdR 332-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（五）铰制孔螺栓传递扭矩（五）铰制孔螺栓传递扭矩1、工作原理：杆孔挤压、螺杆受剪传递扭矩、工作原理：杆孔挤压、螺杆受剪传递扭矩二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算2、失效形式：（、失效形式：（1）杆孔结合面压溃杆孔结合面压溃 （2）螺杆剪断）螺杆剪断3、受力分析、受力分析： （1）距回转中心最远螺栓受力最大）距回转中心最远螺栓受力最大（2）螺栓所受最大力）螺栓所受最大力?m

26、ax sF ziiSiTrF1 力矩平衡条件：力矩平衡条件：maxmax rFrFSiSi 变形协调条件：变形协调条件：maxmax rrFFiSSi ziiSrTrF12maxmax 铰制孔螺拴传递扭矩铰制孔螺拴传递扭矩 342-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算4、设计准则：、设计准则：二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算（1）杆孔不压溃）杆孔不压溃0minmaxpspdhF （2）螺杆不剪断）螺杆不剪断4 20max dFs许许用用挤挤压压应应力力许许用用剪剪应应力力螺螺栓栓个个数数螺螺杆杆直直径径高高度度螺螺杆杆与与被被联联件件最最小小挤挤压压螺螺栓栓组组成成受受的的扭扭矩

27、矩螺螺栓栓所所受受剪剪力力，最最大大值值式式中中： 0minmaxpssizdhTFF 352-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算(六六)普通螺栓组承受倾翻普通螺栓组承受倾翻 力矩力矩二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算1、基本假定基本假定（1）螺栓、地基为弹性体；）螺栓、地基为弹性体；（2）M作用在作用在z-z平面内，平面内， 机座在机座在M作用下绕作用下绕O-O转动转动（3）机座刚性较大，变形后与）机座刚性较大，变形后与 基础的接触面仍为平面基础的接触面仍为平面2、受力分析受力分析p 左左Q右右Qminp maxp 螺栓螺栓接合面接合面左侧左侧螺栓螺栓右右侧侧螺栓螺栓左侧左侧右

28、侧右侧预紧预紧状态状态拉拉拉拉压压压压工作工作状态状态p pQpQ被联接件被联接件受力受力螺栓螺栓受力受力362-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算2、受力分析受力分析二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算 212maxmax2MziiLLF最最大大工工作作载载荷荷：(2) 221MLFziii 力平衡条件力平衡条件2max21max2MFLLzii (1)(1)代入代入(2)(2)变形协调条件变形协调条件(1) maxmaxmaxmaxFLLFLFLFiiii 倾翻力矩倾翻力矩个螺栓至翻转中心之距个螺栓至翻转中心之距第第心之距心之距受力最大螺栓至翻转中受力最大螺栓至翻转中式中：式中

29、： MiLLi max372-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算左侧螺栓所受最大力：左侧螺栓所受最大力：二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算maxFCCCQQFLLp 左左maxFCCCQQFLFp 右右右侧螺栓所受最小力：右侧螺栓所受最小力：3 3、失效形式、失效形式（1 1）螺栓被拉断螺栓被拉断（2 2）机座与地基的接合面被压溃或出缝隙机座与地基的接合面被压溃或出缝隙382-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算4 4、设计准则、设计准则二、受力分析与强度计算二、受力分析与强度计算 2143 . 1dQmaxFCCCQQQFLlp 左左式中：式中：0.min WMCCCAzQL

30、FFpMQpp （1 1）保证螺栓不塑变、不被拉断保证螺栓不塑变、不被拉断（2 2）左侧不出缝隙左侧不出缝隙（3 3）右侧不被压溃右侧不被压溃 pLFFpMQpWMCCCAzQp .maxWMAzQWMAzQCCCppppLFF maxmin 1 时时，说说明明：当当地地基基刚刚度度较较大大392-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算三、螺纹联接件的材料性能与许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力1 1、螺纹联接件的材料与性能等级、螺纹联接件的材料与性能等级（1 1）常用材料：）常用材料： 碳碳 钢：钢：Q215-AQ2

31、15-A、Q235-AQ235-A、3535、4545一般联接一般联接 合金钢：合金钢：15Cr15Cr、20Cr20Cr、30CrMnSi30CrMnSi等等重要联接重要联接（2 2）螺栓、螺母材料性能等级（表）螺栓、螺母材料性能等级（表2-72-7） a a、螺栓材料性能等级：、螺栓材料性能等级：3.63.6、4.64.6、4.84.8、5.65.6、5.85.8、6.86.8、8.88.8、9.89.8、10.910.9、12.9 12.9 b、螺母的性能等级：、螺母的性能等级：4，5，6，8，9，10，12 螺母性能等级表示可与该螺母相配最高性能等级螺栓抗拉强度的螺母性能等级表示可与该

32、螺母相配最高性能等级螺栓抗拉强度的1/100 10.100. BsBba 螺螺栓栓性性能能等等级级含含义义：MpabaMpaasB18010631030010031006 . 3 例例：螺螺栓栓材材料料性性能能等等级级MpaaB40010041004 度度为为，相相配配螺螺栓栓最最高高抗抗拉拉强强例例：螺螺母母材材料料性性能能等等级级402-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算2 2、螺纹联接件得许用应力、螺纹联接件得许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力（1 1）许用应力影响因素：）许用应力影响因素： 载荷性质：静、变载荷载荷性质：静、变载荷 材料质量

33、：性能等级材料质量：性能等级 结构尺寸：尺寸系数结构尺寸：尺寸系数 装配质量：载荷控制准确性装配质量：载荷控制准确性（2 2）许用应力安全系数）许用应力安全系数普通螺栓联接许用应力与安全系数普通螺栓联接许用应力与安全系数(表表2-8a)螺栓受载情况螺栓受载情况静载静载变载变载许用应力许用应力按最大应力按最大应力按应力幅按应力幅控制预紧力时控制预紧力时的安全系数的安全系数s1.21.51.21.51.52.5ss/ sSt/ kSata1 )82()82(23.011ckbBStt 表表有有效效应应力力集集中中系系数数表表尺尺寸寸系系数数）（材材料料对对称称拉拉压压疲疲劳劳极极限限 412-4螺

34、纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算(2)(2)、许用应力与安全系数、许用应力与安全系数三、螺纹联接件的材料性能与许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力铰制孔螺栓联接许用应力与安全系数铰制孔螺栓联接许用应力与安全系数(表表2-9)载荷载荷性质性质材料材料螺杆剪切螺杆剪切杆孔挤压杆孔挤压许用应力许用应力安全系数安全系数S许用应力许用应力安全系数安全系数S静载静载钢钢2.51.25铸铁铸铁22.5变载变载钢钢3.55按静载降低按静载降低20%30%铸铁铸铁ss/ sSP/ ss/ sBP/ 422-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施四、提高

35、螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施普通螺栓损坏情况统计如图普通螺栓损坏情况统计如图 1 1、改善螺纹牙间的载荷分配、改善螺纹牙间的载荷分配螺牙间变形不协调，导致牙间载荷分配不均螺牙间变形不协调，导致牙间载荷分配不均旋合螺纹受力变形图旋合螺纹受力变形图螺杆受拉螺杆受拉螺距增大螺距增大螺母受压螺母受压螺距减小螺距减小432-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（1 1）均载螺母）均载螺母四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施悬置螺母悬置螺母螺母体、螺母体、螺栓均受拉螺栓均受拉内斜螺母内斜螺母环槽螺母环槽螺母442-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算（2 2）钢丝螺套）

36、钢丝螺套四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施2 2、减小螺栓中应力幅、减小螺栓中应力幅F0工工作作载载荷荷波波动动：FCCCQQQFLLpp 螺螺拴拴中中载载荷荷波波动动： 221aFLLaFCCCd 螺螺栓栓中中应应力力幅幅：aFLCCQ可减小、提高不变，降低结论：保证452-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算降低螺栓刚度降低螺栓刚度C CL L、提高被联接件刚度、提高被联接件刚度C CF F对螺栓应力幅影响分析对螺栓应力幅影响分析四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施462-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算降低螺栓刚度降低螺栓刚度C CL L措施：措

37、施：四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施采用柔性螺栓：采用柔性螺栓：增加螺栓长度、增加螺栓长度、减小螺栓光杆部分的直径减小螺栓光杆部分的直径（图（图2-352-35）、）、采用空心螺栓杆采用空心螺栓杆（图（图2-352-35）在螺母下安装弹性元件（图在螺母下安装弹性元件（图2-362-36） 472-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算提高被联接件刚度提高被联接件刚度C CF F措施：措施：四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施 采用刚度大的垫片采用刚度大的垫片 用密封环代替密封软垫片用密封环代替密封软垫片482-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算3 3、减

38、小螺栓本身应力集中图、减小螺栓本身应力集中图2-382-38四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施a 加大圆角加大圆角b 卸荷槽卸荷槽b 卸载过渡结构卸载过渡结构492-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算4 4、避免或减少附加应力、避免或减少附加应力四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施( (保证螺母支撑面平整、螺栓孔正保证螺母支撑面平整、螺栓孔正) ) 图图2-39 2-39 螺栓的附加应力螺栓的附加应力图图2-402-40避免附加弯应力的措施避免附加弯应力的措施502-4螺纹联接的设计计算螺纹联接的设计计算5 5、采用合理制造工艺、采用合理制造工艺四、提高螺

39、栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施冷墩头部、滚压螺纹有利于提高螺栓疲劳强度冷墩头部、滚压螺纹有利于提高螺栓疲劳强度512-5键联接键联接一、键联接作用一、键联接作用一、键联接的作用一、键联接的作用轴及轴上零件的（如：齿轮、联轴器等）的周向、轴向定位，传递扭矩轴及轴上零件的（如：齿轮、联轴器等）的周向、轴向定位，传递扭矩二、平键联接二、平键联接1 1、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩2 2、平键类型：、平键类型：（1 1）普通平键：（静联接）周向定位）普通平键：（静联接）周向定位A A型型B B型型C C型型522-5键联接键联接（2 2）导向平键与滑键

40、：）导向平键与滑键：二、平键联接二、平键联接( (动联接动联接) )周向定位、零件轴向滑移周向定位、零件轴向滑移导向平键：导向平键：键定轴上，滑移距离短键定轴上，滑移距离短滑键：滑键：键定毂上，滑移距离长键定毂上，滑移距离长3 3、键联接设计内容、键联接设计内容(1)(1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求(2)(2)尺寸选择：按轴径尺寸选择：按轴径d d选键的截面尺寸选键的截面尺寸b bh(h(查标准查标准) )(3)(3)键长选择：键长选择：L=L=轮毂长轮毂长- -（5 51010）mmmm（查标准）（查标准）(4)(4)强度校核：强度校核：53

41、2-5键联接键联接4 4、失效形式、失效形式二、平键联接二、平键联接静联接：键及键槽侧面压溃静联接：键及键槽侧面压溃动联接：工作面过度磨损动联接：工作面过度磨损5 5、设计准则、设计准则MpabLlCLlBbLlAlhmmNTdhlTlhdTAFPptp许许用用挤挤压压应应力力型型：型型：型型：接接触触键键长长键键高高轴轴上上扭扭矩矩式式中中： ) ; ;2( 42/2 6 6、标注方法、标注方法键键 ( (A A）b bL GB1096-79L GB1096-79542-5键联接键联接三、半圆键三、半圆键三、半圆键三、半圆键1 1、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩2 2、特点：、特点： 优点：键在槽中可摆动，适应轮毂槽底斜度优点：键在槽中可摆动，适应轮毂槽底斜度 对中性好、装配方便、适应锥形轴端对中性好、装配方便、适应锥形轴端 缺点：键槽深，对轴削弱大缺点：键槽深，对轴削弱大3 3、应、应 用：轻载、锥形轴端联接用：轻载、锥形轴端联接 半圆键联接半圆键联接552-5键联接键联接四、楔键四、楔键四、楔键四、楔键1 1、工作原理：、工作原理： 键上表（毂槽底）面为键上表（毂槽底）面为1 1：10010