机械设计第17章螺纹联接课件

第17章螺纹联接与轴毂联接学习目标：熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。2/6/20231课件联接的分类动联接：静联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。例如：机械原理中，各种运动副之间的联接。在机器工作中，不允许零部件之间存在相对运动的联接。静联接可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆开的联接。例如：螺纹联接、键联接。不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的联接。例如：铆接、焊接等。过盈联接联接2/6/20232课件第17章螺纹联接与轴毂联接17.1螺纹联接的类型和设计准则17.1.1螺纹联接的类型17.1.2螺纹联接的失效形式和设计准则2/6/20233课件1.普通螺栓联接

2/6/20235课件1.铰制孔用螺栓联接2/6/20236课件2.双头螺柱联接

2/6/20237课件螺钉联接

螺钉拧入深度H:钢或青铜H≈d铸铁H=(1.25∽1.5)d铝合金H=(1.5∽2.5)d2/6/20239课件4.紧定螺钉联接

2/6/202310课件地脚螺栓联接吊环螺栓联接

2/6/202311课件17.1.2螺纹联接的失效形式和设计准则普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂受剪螺栓主要为压溃和剪切2/6/202313课件

失效分析2/6/202314课件17.1.3螺纹联接的强度计算一般步骤：螺栓组受力和失效分析单个螺栓组受力分析、失效分析（一）松螺栓联接的强度计算

2/6/202315课件（一）松螺栓联接设计3.设计准则——保证螺栓拉伸强度4.强度条件：σ≤[σ]

5.设计计算方法：校核式（17-1）设计式6.螺栓材料许用应力及安全系数——（§5-7）7查手册，求d2/6/202317课件拉应力

剪应力近似处理(二）仅受预紧力作用的紧螺栓联接的强度计算2/6/202318课件

应力合成：强度条件：

设计公式：

2/6/202319课件(三）受预紧力和工作拉力作用的紧螺栓联接的强度计算2/6/202321课件分析受力和变形关系

Q==QP+F

2/6/202322课件受力和变形关系

2/6/202323课件受力变形线图（P284图17-13）2/6/202325课件受力变形线图（P284图17-13）2/6/202326课件

可由图17-13中的几何关系推出螺栓总拉力Q与预紧力之间的关系：2/6/202329课件

用式（17-7）计算螺栓的总拉力时，防止受载后接合面产生缝隙，残余预紧力可取 ：紧密性有冲击不稳定载荷稳定地脚螺栓1.5~1.8F1.0~1.5F0.6~1.0F0.2~0.6FF用式（5-18）计算螺栓的总拉力时，螺栓的相对刚度可由表5-4选取。为降低螺栓的受力，提高承载能力应使螺栓的相对刚度值尽量小些，取较硬的垫片。2/6/202330课件

螺栓拉伸强度条件：（5-19）设计公式：（5-20）2/6/202331课件（二）受工作剪力的紧螺栓联

接的强度计算预紧力很小，强度计算时可不考虑；失效形式：侧面压溃及螺栓剪切预紧力很小，强度计算时可不考虑；失效形式：侧面压溃及螺栓剪切2/6/202332课件受工作剪力的紧螺栓联接的强度计算挤压强度条件：(5-21)剪切强度条件：(5-22)式中螺栓与孔壁挤压面最小高度；许用应力，表5-112/6/202333课件

§5-6螺纹组联接的设计

(二）螺栓组联接的受力分析

1.受横向载荷的螺栓组联接

（1）普通螺栓组联接

（2）铰制孔用螺栓组联接

2/6/202334课件

§5-6螺纹组联接的设计

(二）螺栓组联接的受力分析

2.受扭矩的螺栓组联接

（1）普通螺栓联接

（2）铰制孔用螺栓联接

2/6/202335课件

（1）普通螺栓联接力矩平衡条件：所需预紧力：2/6/202336课件（2）.铰制孔用螺栓联接变形量越大，则工作剪力越大

2/6/202337课件

力矩平衡条件：受力最大的螺栓所受的工作剪力：（5-28）2/6/202338课件n§5-3螺纹联接的预紧（一）预紧的目的1.提高联接的紧密性2.防止联接松动3.提高联接件强度

2/6/202339课件防止联接松动

2/6/202340课件提高联接的紧密性2/6/202341课件§5-3螺纹联接的预紧（一）预紧的目的（二）控制预紧力的方法1.控制应力或应变2.控制拧紧力矩3.控制拧紧力臂2/6/202342课件控制应力或应变2/6/202343课件控制拧紧力矩2/6/202344课件控制拧紧力臂2/6/202345课件§5-3螺纹联接的预紧（一）预紧的目的（二）控制预紧力的方法

（三）拧紧力矩与预紧力的关系2/6/202346课件拧紧力矩与预紧力的关系

2/6/202347课件拧紧力矩与预紧力的关系d2≈0.9d;y=1º42’~3º2’fv≈acrtg(1.155f);f≈0.1~0.2fc≈0.15;D0≈1.5d;d0≈1.1d代入整理：不控制预紧力时，不宜.采取M12以下的螺栓。2/6/202348课件（一）.螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动。（二）螺纹联接防松的方法按工作原理可分为（P68表5-3）：1.摩擦防松2.机械防松焊接3.其它：破坏螺纹副关系（铆冲；粘接）§5-4螺纹联接的防松2/6/202349课件1.摩擦防松弹簧垫圈防松2/6/202350课件1.摩擦防松自锁螺母防松2/6/202351课件1.摩擦防松对顶螺母防松2/6/202352课件2.机械防松

开口销+开槽螺母防松2/6/202353课件2.机械防松止动垫片防松2/6/202354课件2.机械防松止动垫片防松2/6/202355课件2.机械防松串联钢丝防松2/6/202356课件3.其它破坏螺纹副关系防松2/6/202357课件§5-5螺纹联接的强度计算一般步骤：螺栓组受力和失效分析