高职《机械设计基础》螺纹连接与螺旋传动课件

第7章螺纹连接§7-1螺纹连接的基本类型及标准件连接§7-2螺纹连接的拧紧与防松§7-3螺纹的强度计算§7-4螺栓组的连接设计和受力分析本章要求:1.了解螺纹连接的主要类型及螺纹连接件。2.掌握螺栓强度计算方法，会查阅国家标准。3.理解螺栓的拧紧与防松的概念。连接：将两个或两个以上的零件连成一体的结构。常见的机械连接有两类：（1）机械动连接（动连接）：被连接的各零部件之间可以有相对位置变化，如运动副；（2）机械静连接（静连接）：被连接的各零部件间的相对位置固定不变，不允许产生相对运动。

静连接不可拆连接—装拆方便，装拆不损伤连接中的任何零件。如螺纹连接、键连接、销连接—在拆开连接时会损坏连接中的零件或使用性能。如

焊接、铆接、黏接可拆连接（永久连接）机电工程系模具教研室（1）螺栓连接栓连接连连连连（2）双头螺柱连接连连连连（4）紧定螺钉连接吊环螺钉地脚螺栓2.紧定螺钉、螺母3.垫圈§7-2螺纹连接的拧紧与防松一、螺纹连接的拧紧

绝大多数螺纹连接在装配时需要拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加的作用力称为预紧力。一般螺纹连接在装配的时候都必须拧紧，以增强连接的可靠性、紧密性和防松能力。对于一般连接，可凭经验来控制预紧力的大小，但对于重要的连接就要严格控制其预紧力。机电工程系模具教研室§7-3螺栓的强度计算

螺栓的强度是指连接螺栓中承受最大载荷的单个螺栓的强度。1.螺栓传递的载荷主要有两类：（1）轴向载荷：外载荷沿螺栓轴线方向，即受拉螺栓。（2）横向载荷：外载荷垂直于螺栓轴线方向。①采用普通螺栓，靠预紧力使被连接件接合面间产生的摩擦力传递横向载荷，此时螺栓所受的是预紧力，为轴向拉力。机电工程系模具教研室②绞制孔用螺栓，螺杆与绞制孔间是过渡配合，工作时靠螺杆受剪，杆壁与孔相互挤压传递横向载荷，此时杆件受剪切力作用，故称受剪螺栓。2.螺纹连接的主要失效形式有三类：（1）拉断；（2）剪断；（3）对于铰制孔连接出现孔或螺栓挤压变形。一、普通螺栓的强度计算（1）受拉螺栓常见的失效形式多为螺纹的塑性变形和断裂。实践表明，螺栓断裂多发生在开始传力的第一、第二圈旋合螺纹的牙根处，因应力集中较大。（2）一般选用标准螺纹零件，其主要尺寸已作出规定，故螺栓的强度计算主要是求出或校核螺纹危险剖面的尺寸，即螺纹小径d1。机电工程系模具教研室机电工程系模具教研室2.紧螺栓连接的强度计算（1）只受预紧力作用的螺栓。螺纹部分强度条件为F’—螺栓承受的预紧力（N）；d1—螺纹小径（mm）；—紧螺栓连接的拉应力（N/mm2）机电工程系模具教研室

螺栓相对刚度，其大小和连接的材料、结构形式、尺寸大小及载荷作用方式等有关。一般设计时钢制被连接件可取：金属垫（或无垫）0.2～0.3、皮革垫0.7、铜皮石棉垫0.8、橡胶垫0.9；一般当工作拉力F无变化时，螺栓受载变形后的剩余预紧力F”=（0.2～0.6）F，当F有变化时，F”=（0.6～1.0）F；对要求紧密性的螺栓连接，取F”=（1.5～1.8）F。若螺栓工作时被补充拧紧，在螺纹部分产生扭转剪应力，将总拉力F0增大30%作为计算载荷，则受拉螺栓螺纹部分的强度条件为或F0—总拉力；d1—螺纹小径（mm）机电工程系模具教研室§7-4螺栓组的连接设计和受力分析一、螺栓组连接的结构设计（1）接合面设计成轴对称的几何形状，使接合面受力均匀。（2）螺栓均匀布置，远离螺栓组的几何中心。圆周上的螺栓数宜采用3、4、6、8、12等，便于加工时分度、画线。机电工程系模具教研室连接机电工程系模具教研室（3）螺栓的布置应有合理的间距、边距和扳手空间。机电工程系模具教研室（4）应保证螺栓与螺母的支承面平整，并与螺栓轴线垂直，以避免引起偏心载荷。一般可将被连接件的支承表面制成凸台或沉头座。机电工程系模具教研室二、螺栓组的受力分析

受力分析的目的是找出受力最大的螺栓，求其所受力的大小和方向，利用公式校核螺栓强度或求出螺栓直径，确定螺栓尺寸。螺栓组的其余螺栓可按受力最大螺栓的直径选取。分析时有4点假设:（1）被连接件不变形；（2）各螺栓材料、尺寸和拧紧力均相同；（3）受力后材料变形（应变）在弹性范围内；（4）接合面型心与螺栓组型心重合，受力后接合面仍为平面。机电工程系模具教研室1.受轴向载荷的螺栓组连接特点：只能用普通螺栓，有间隙，螺栓杆受F拉伸作用单个螺栓工作载荷R为

R=F/zF—轴向外载荷；Z—螺栓个数。机电工程系模具教研室2.受横向载荷的螺栓组连接特点：普通螺栓，绞制孔螺栓都可用。（1）普通螺栓。螺栓受F’拉伸作用，载荷Q靠被连接件接合面的摩擦力平衡。因此每个螺栓所需的预紧力F’为Ks—可靠系数，取1.1～1.5；Q—横向载荷；f—接合面的摩擦系数，钢与铸铁f=0.10～0.15，接合面沾有油质时，f=0.06～0.10，未加工的钢构件表面f=0.3；Z—螺栓数目；i—接合面对数。（2）绞制孔螺栓。受横向载荷剪切、挤压作用。每个螺栓所承受的横向载荷R相等，则R=Q/ZQ—横向载荷；Z—螺栓数目3.受横向扭矩的螺栓组连接机电工程系模具教研室（1）普通螺栓连接。各个螺栓所需的预紧力F’为f—接合面间摩擦系数；ri—第i个螺栓轴线至螺栓组中心的距离；Z—螺栓个数；T—扭矩（N.mm）；Ks—防滑系数（可靠性系数），Ks=1.1～1.3。（2）绞制孔螺栓连接组。各个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面型心的距离成正比。单个螺栓最大工作剪力Rmax为圆形接合面，单个螺栓所受的横向载荷R=T/ZrT—扭矩（N.mm），r—分布圆半径。4.受倾覆（纵向）力矩螺栓组连接特点：M在铅直平面内，绕O