机械设计机械系统连接零部件设计学习教案

1、会计学1机械设计机械系统连接机械设计机械系统连接(linji)零部件设计零部件设计第一页，共99页。第1页/共99页第二页，共99页。第2页/共99页第三页，共99页。管子55接头普通(ptng)螺纹管螺纹(luwn)矩形(jxng)螺纹梯形螺纹外螺纹内螺纹30外螺纹内螺纹外螺纹内螺纹603 0 3 外 螺 纹内 螺 纹锯齿形螺纹第3页/共99页第四页，共99页。接(lin ji)；n T型槽螺栓联接(lin ji)第4页/共99页第五页，共99页。4.1.2螺纹(luwn)连接的 基本类型1. 普通(ptng)螺栓联接第5页/共99页第六页，共99页。第6页/共99页第七页，共99页。 铰制

2、孔用螺栓(lushun)联接4.1.2螺纹(luwn)连接的 基本类型第7页/共99页第八页，共99页。2.双头螺柱联接(lin ji)4.1.2螺纹(luwn)连接的 基本类型第8页/共99页第九页，共99页。3. 螺钉(ludng)联接4.1.2螺纹连接的 基本(jbn)类型第9页/共99页第十页，共99页。4.1.2螺纹连接的 基本(jbn)类型第10页/共99页第十一页，共99页。螺钉拧入深度H: 钢或青铜(qngtng) Hd 铸铁 H=(1.251.5)d 铝合金 H=(1.5 2.5)d3、螺钉(ludng)联接4.1.2螺纹连接的 基本(jbn)类型第11页/共99页第十二页，

3、共99页。4. 紧定螺钉联接(lin ji) 地脚螺栓 吊环螺栓 T形槽螺栓联接(lin ji)4.1.2螺纹连接(linji)的 基本类型第12页/共99页第十三页，共99页。第13页/共99页第十四页，共99页。第14页/共99页第十五页，共99页。第15页/共99页第十六页，共99页。第16页/共99页第十七页，共99页。第17页/共99页第十八页，共99页。第18页/共99页第十九页，共99页。应 变 片第19页/共99页第二十页，共99页。定力矩扳手测力矩扳手第20页/共99页第二十一页，共99页。第21页/共99页第二十二页，共99页。rv =arctg(/cos ):牙型半角=/

4、2 )(221vptgFdT第22页/共99页第二十三页，共99页。FP)(vptgFFFPvvF第23页/共99页第二十四页，共99页。 :支承(zh chn)面摩擦系数20203030231dDdDFTp第24页/共99页第二十五页，共99页。20203030231)(2dDdDFtgFdTpvpdFTp2 . 0第25页/共99页第二十六页，共99页。第26页/共99页第二十七页，共99页。弹簧(tnhung)垫圈防松4.1.3螺纹(luwn)连接的防松第27页/共99页第二十八页，共99页。自锁螺母(lum)防松第28页/共99页第二十九页，共99页。对顶螺母(lum)防松第29页/共

5、99页第三十页，共99页。开口销+开槽螺母(lum)防松螺栓装配图开槽螺母开口销第30页/共99页第三十一页，共99页。4.1.3螺纹(luwn)连接的防松第31页/共99页第三十二页，共99页。串联(chunlin)钢丝防松正确错误第32页/共99页第三十三页，共99页。4.1.3螺纹(luwn)连接的防松第33页/共99页第三十四页，共99页。(lushun)联接的强度计算n小结第34页/共99页第三十五页，共99页。第35页/共99页第三十六页，共99页。第36页/共99页第三十七页，共99页。 214dFss/第37页/共99页第三十八页，共99页。16)(2312dtgdFvP5 .

6、 0421dFp对M14-M64钢制螺纹(luwn)第38页/共99页第三十九页，共99页。应力合成：强度条件(tiojin)： 设计公式： 3 . 1)49. 0( 332222v43 . 121dFp43 . 11pFd 表4.6物理意义第39页/共99页第四十页，共99页。第40页/共99页第四十一页，共99页。分析受力和变形(bin xng)关系F0 = F+ FP 第41页/共99页第四十二页，共99页。开始(kish)拧紧第42页/共99页第四十三页，共99页。拧紧后第43页/共99页第四十四页，共99页。受力和变形(bin xng)关系第44页/共99页第四十五页，共99页。（螺

7、栓）力变形变形（垫片）1212第45页/共99页第四十六页，共99页。（螺栓）力变形 变形（垫片）力1212（螺栓）力变形变形（垫片）1212第46页/共99页第四十七页，共99页。（螺栓）力变形 变形（垫片）力1212力（螺栓）1122（垫片）力0第47页/共99页第四十八页，共99页。力（螺栓）1122（垫片）力0222cpFtg111cpFtg由图可得：螺栓(lushun)的刚度被联接件的刚度(n d)2121CCFFF11CF22CF21CCFF2111CCCFF2122CCCF第48页/共99页第四十九页，共99页。FcccFFFcccFFPPP212211010FFFFFPP由图可

8、得：螺栓(lushun)总拉力： 21CCF力（螺栓）1122（垫片）力0第49页/共99页第五十页，共99页。FcccFFFcccFFPPP2122110由图可得：21CCF力（螺栓）1122（垫片）力0防止受载后接合面产生缝隙，残余预紧力可取： 紧密性 载荷不稳定 载荷稳定 1.51.8F 0.61.0F 0.20.6F表4-3第50页/共99页第五十一页，共99页。预紧力用金属(jnsh)垫片或无垫片时取0.20.3用软垫片时取0.70.9212p)(PFFcccF4-4211为螺栓的相对刚度，表ccc单个螺栓的强度(qingd)计算力（螺栓）1122（垫片）力0第51页/共99页第五十

9、二页，共99页。为降低螺栓的受力，提高承载能力应使螺栓的相对(xingdu)刚度 值尽量小些，取较硬的垫片力（螺栓）1122（垫片）力0第52页/共99页第五十三页，共99页。43 . 1210dF3 . 1401Fd4.1.4单个螺栓(lushun)的强度计算第53页/共99页第五十四页，共99页。4.1.4单个螺栓的强度(qingd)计算第54页/共99页第五十五页，共99页。4.1.4单个螺栓(lushun)的强度计算)15-4(4/2/ )(2210102minmax式dFFa)16-4()(22112211式dFFccca表4-6第55页/共99页第五十六页，共99页。FKmFnp第

10、56页/共99页第五十七页，共99页。nm:接合面数；Kn:可靠性系数取1.11.3，n为摩擦系数，材料为钢和铸铁时取0.100.15FKmFnpmFKFnp第57页/共99页第五十八页，共99页。4.1.4单个螺栓(lushun)的强度计算 预紧力很小，强度计算 时可不考虑； 失效形式(xngsh)：侧面压溃及 螺栓剪切 第58页/共99页第五十九页，共99页。螺栓(lushun)与孔壁挤压面最小高度minm为接合面数ppdFmin0挤压强度条件：420dmF剪切强度条件：第59页/共99页第六十页，共99页。单个螺栓(lushun)强度计算小结铰制孔螺栓(lushun)强度计算普通螺栓(l

11、ushun)强度计算 1.松螺栓强度(qingd)计算2.仅受预紧力的螺栓强度计算3.受预紧力和工作载荷的螺栓强度计算4.受剪螺栓的强度计算 214dF43 . 121dFp43 . 1210dFFcccFFP211043 . 121dFpppdFmin0420dmFzmFKFnp第60页/共99页第六十一页，共99页。第61页/共99页第六十二页，共99页。MPa600bMPa804s第62页/共99页第六十三页，共99页。第63页/共99页第六十四页，共99页。第64页/共99页第六十五页，共99页。xzyFzFxFyoTzMy3个方向，6种载荷：横向(hn xin)力：Fx FY轴向力：

12、 Fz翻转力矩：Mx，MY转矩：TzMx螺栓组连接(linji)的受力分析螺栓(lushun)组受力分析螺栓组受力分析将一个零件加以固定，其实质就是约束该零件在空间的六个自由度。第65页/共99页第六十六页，共99页。第66页/共99页第六十七页，共99页。FKzmFnpzmFKFnp第67页/共99页第六十八页，共99页。zFF第68页/共99页第六十九页，共99页。螺栓组连接(linji)的受力分析第69页/共99页第七十页，共99页。TKrFrFrFnippp 21力矩平衡条件：接合面不发生(fshng)滑移，单个螺栓的预紧力为 ziininprTKrrrTKF121)(第70页/共99

13、页第七十一页，共99页。第71页/共99页第七十二页，共99页。 ziiiirrFrFrFT12maxmax11力矩平衡： ziiirTrrrrTrF12max22221maxmax受力最大螺栓：iirrFFmaxmaxmaxmaxrFrFii第72页/共99页第七十三页，共99页。zFF既受预紧力，又受工作拉力(ll)后螺栓的总载荷计算，见单个螺栓的强度计算第73页/共99页第七十四页，共99页。第74页/共99页第七十五页，共99页。第75页/共99页第七十六页，共99页。第76页/共99页第七十七页，共99页。第77页/共99页第七十八页，共99页。iiLFLFLFM.2211maxma

14、xLFLFii ziiiLMLLLLTLF12max22221maxmax受力最大螺栓：第78页/共99页第七十九页，共99页。 pppWMAzFmax0minWMAzFpp第79页/共99页第八十页，共99页。xzyFzFxFyoTzMy3个方向，6种载荷(zi h)：横向力：Fx FY轴向力： Fz翻转力矩：Mx，MY转矩：TzMx螺栓(lushun)组连接的受力分析螺栓(lushun)组受力分析第80页/共99页第八十一页，共99页。横向载荷+轴向载荷+翻转(fn zhun)力矩第81页/共99页第八十二页，共99页。横向载荷(zi h)+旋转力矩第82页/共99页第八十三页，共99页。

15、受复合载荷(zi h)的螺栓组联接计算时应求出受力最大螺栓的受力第83页/共99页第八十四页，共99页。mmNPT.103 . 15005解：将力向结合面的形心中心(zhngxn)简化每个螺栓(lushun)的受力，分析最危险螺栓(lushun)的受力NRQQRFNPQNrTR41045cos26542604361904103 . 14225最大合力第84页/共99页第八十五页，共99页。NfKFQ328015. 04102 . 10238. 83 . 148032401PsFdMPas选螺栓(lushun)材料为Q235,安全系数取3则选M10螺栓(lushun)，d1=8.376mmNfF

16、KFP328015. 04102 . 1f第85页/共99页第八十六页，共99页。,mm16NmmTNF6105 . 1;5000NFNaTFNFFTF7906750025007500.2500222 4/20dF mmFdMPaSs24.1096790644965 . 22400解：1.铰制孔用螺栓(lushun)的失效形式为剪切和挤压失效 ； 2.受力分析(fnx)：将载荷F向形心O简化后，每个螺栓的受力 3.按剪切强度计算螺栓的直径，第86页/共99页第八十七页，共99页。第87页/共99页第八十八页，共99页。 MPadFMPaSpsp9 .591211790619225. 1240m

17、in010M 按挤压强度(qingd)校核式中由结构确定mm127018100min第88页/共99页第八十九页，共99页。NfFKFfp434832 . 079061 . 1 MPaSmmFdsP12022405 .24120434833 . 143 . 141 4.改用普通(ptng)螺栓 每个螺栓(lushun)的预紧力 选用两个(lin )M30（d1=26.21）的六角螺栓。 小结：受复合载荷螺栓，其合力按向量相加；铰制孔用螺栓比普通螺栓尺寸小很多。 其中第89页/共99页第九十页，共99页。螺栓组受力分析(fnx)的方法 将作用力向形心转化(zhunhu)-得到力、力矩 分析每个螺栓的受力 找出受力最大的危险螺栓 对危险螺栓进行强度校核