机械设计基础课件10

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械设计基础课件10第十章联接螺纹联接p131机械零件制造单元构件运动单元机构机器静联接动联接零件联接前言101螺纹参数p131一螺纹的形成顺时针旋进右旋以轴线为基准外判断方法二螺纹参数n1n2n3大径标准直径1小径2中径p螺距螺旋线数导程np牙型角牙側角升角二螺纹参数P132Snptgnp2101牙型60303015工3非3000矩形非矩形在轴向载荷下相对运动图104a拧紧加载顶起重物将螺旋线沿中径开展102螺旋副的受力分析效率和自锁p132滑块重物在斜面运动分析1当匀速上升FaFFnFRFfFaFFR图104bFR与Fn夹角摩擦角tgfFfnR与a夹角加载a轴向力自重阻力作用在螺旋副上的驱动力矩102batg102a合反力FR滑块合力法向反力Fn斜面施加水平推力摩擦阻力fFnFf一矩形螺纹0施加水平支持力匀速下滑当自锁条件滑块在斜面运动状态不变作用力与假设力的方向相反推力103bFaFFnFRFfFaFFR无论a多大滑块不会自动下滑自锁2当匀速下降图104c将当量摩擦角tgfcosf104当量摩擦系数匀速上升atg105a匀速下降Fatg106a106b105b自锁条件107要自锁好单头自锁性自锁性二非矩形螺纹108要效率高过大制造困难当量摩擦角升角有效功输入功a2a2tgatg2要自锁好单要效率高多多头三效率当匀速上升联接稳当要自锁传动效率高1三角形普遍螺纹M螺纹联接管螺纹6055精细梯形螺纹Tr3015锯齿形螺纹S工3非30矩形螺纹小大多线60302传动螺纹效率高103机械制造常用螺纹及标准p134紧固联接单线大粗细104螺纹联接根本类型及螺纹联接件p137普遍螺栓图109a铰制孔用螺栓联接图109b一螺纹联接根本类型螺栓联接螺钉联接图1010a双头螺柱联接图1010b紧定螺钉联接图1011螺栓螺栓螺钉双头螺柱紧定螺钉螺母六角螺母圆螺母糟型螺母垫片垫片弹簧垫片斜垫片球形垫片二螺纹联接件p138目的防止松动提高稳当强度精细性T0的大小拧紧时螺纹阻力矩T1105b螺母支持面上的摩擦阻力矩T2T2fcFarf1010T0T1T202FadNmm一拧紧力矩T0012T0操纵不严格操纵S少测力矩板手多风板机105螺纹联接的预紧和防松P139螺栓轴向拉力被联接件轴向压力1Fd22Fatgd22二螺纹联接的防松p139螺旋副联接稳当拧紧自锁防松靠摩擦力自锁不成靠防松防松方法关键摩擦防松阻拦螺旋副相对转动机械防松不成拆防松弹簧垫片锁紧螺母对顶螺母使螺纹接触面间始终保持确定的压力纵向横向始终有阻拦螺旋副转动的摩擦阻力矩机械防松利用便于更换的金属元件来约束螺旋副不成拆防松焊铆冲涂粘合剂槽形螺母和开口销圆螺母用带翅垫片止动垫片串联钢丝107螺栓的材料和许用应力P145S安好系数表1067P145S屈服极限表91P123许用应力材料2铰制孔螺栓联接联采纳挤压螺栓受剪切1按剪切强度2按挤压强度许用应力与材料钢铸铁应力静变有关表1061普遍螺栓联接106螺栓联接的强度计算静p141稳当自锁确定螺纹小径d1一螺栓联接的失效及设计准那么二螺栓联接的强度计算横轴横轴联接紧螺栓设计准那么螺栓杆拉溃螺纹牙的压溃和剪断螺纹牙磨损滑扣主要失效松滑在联接不松滑的前提下螺栓杆不破坏一螺栓联接的失效及设计准那么松螺栓联接1011装配时不预紧螺栓不受力图1016二紧螺栓联接d1螺纹小径mm许用拉应力Mpa例103p141自学工作时受轴向载荷Fa二螺栓联接的强度计算按受力形式p141第四强度理论拉应力Fa1012强度条件装配拧紧后联接可受横向F或轴向载荷FE拉Fa扭T1复合应力e当量应力扭剪应力T1二紧螺栓联接p1421受横向工作载荷F的螺栓强度预紧图1018稳当性系数CC1113不松不滑预紧力F0轴足够大FfF0fmCFFaF0CFmf不断不溃定螺栓d1m2当C1113f01015m1F08F普遍螺栓联采纳横向工作载荷需预紧力大且稳当性差图1019F0CFmf分析宜加减载措施加键套筒挤压采用铰制孔螺栓联接剪切解每个联采纳横向载荷FR22000N1联接不松求预紧力F02螺栓不断求d1取d27mmd1237522338适合S65适合C1113取C12F0CFfm122000015116000N取35钢不严格操纵预紧力s315MpaS65sS31565485MpaP145手册p126例1用普遍螺栓固定一牵引钩已知R4000N变载荷f015试求螺栓直径作业105P157用铰制孔螺栓联接固定牵引钩HT250板厚h10mm已知R4000N变载荷试求螺栓直径解每个联采纳横向载荷FR22000N1按剪切强度P145手册p1322按挤压强度PB22082402208873MpaS22p123Lminh10mm取l25mml012mm取d6mmd07603mmS453154570Mpa例2M625适合轴向载荷平行螺栓轴心线各螺栓平均受力螺栓间距l与p有关P143倒2常见压力容器Z232n各螺栓受拉力为FFZ2受轴向载荷FE的螺栓强度预紧后p143此时螺栓受预紧力F0后又受工作拉力FE常见压力容器FaF0FEFRF0FE受轴向载荷FE未预紧预紧受FE伸长b0缩短C0又伸长压缩量裁减变形协调条件bC螺栓伸长b0工件压缩C0单个联采纳力分析图1021螺载荷栓变形FEFbFCkbkCFEkbkC0000预紧受轴向载荷FEFbbFCC总载荷变形FaF0Fb工载荷件变形b0FRF0FCC0分析kbkCbCb0C0FbFC螺栓强度渗漏FR0F0b0F0C0单个联采纳力分析变形Fk刚度未预紧kbkbkc相对刚度查表105P145螺栓总拉力工件剩余预紧力10161017FbFCFEFRFakF刚度载荷变形单个联接载荷与变形线图图1023p144设计步骤联接松弛FR0螺栓拉溃失效形式FR0P144第12设计准那么1求单个联接的工作载荷FE2定剩余预紧力FR按工作要求P144第123求Fa螺栓强度计算定dFaFRFE4布局设计失效形式及设计计算2定剩余预紧力FRP144第121求单个联接的工作载荷FE有精细要求FR1518FE取FR18FE3求Fa螺栓强度计算4布局设计取45钢S355Mpa表91暂取S3不严格操纵预紧力静SS118Mpap145C1eD0D取Z8例104FaFEFR28FE113kN一钢制液压油缸油缸壁厚为10mm油压p16MpaD160mm试计算其上盖的螺栓联接和螺栓分布圆直径D0p143P145解取d16mm其d113835mm126mm适合取S3表107不严格操纵预紧力适合作业1011P158油缸壁厚为18mmD0D2C1210224mm与书不同220取C1min22mm手册p17螺栓间距LD0Z224888mm7d716112mmP143页的脚注得志要求手册p1264布局设计螺栓分布圆直径D0图109aP1371松螺栓联接装配时不预紧联接不受力工作时受轴向载荷Fa2紧螺栓联接复合应力拉扭1受横向工作载荷F不松不滑预紧力F0轴足够大F0CFmf不断不溃定螺栓d1普遍螺栓联接2受轴向工作载荷FE螺栓总拉力FaFaF0KbKbKCFE工件剩余预紧力FRFRF0KCKbKCFE0求FE定FR求Fa强度定d布局设计已知F求d求F0不滑定d强度已知d求F求F0强度定F不滑小结1按剪切强度2按挤压强度2许用应力与应力静变有关P与材料钢铸铁有关表106p145联采纳挤压螺栓受剪切留神1d0光杆直径d0dLmin杆孔最小接触长度铰制孔螺栓联接108提高螺栓联接强度的措施P146前言螺栓联接强度螺栓静载荷变载荷一降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围二改善螺纹牙间的载荷分布三减小应力集中四采用提高强度的工艺措施较少破坏疲乏破坏截面小且应力集中大破坏位置图1024螺栓强度措施螺栓被联接件当FE由0FE要使akbkbkCkbkC1减小kb2增大kC减小螺栓光杆直径空心螺杆图1025不宜用软垫片图10271减小kbkbkC但FR减小不利密封2减小kbkbkC增大F0aFR不减小Fa由F0变化一降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围aFRF0FEkCkbkC二改善螺纹牙间的载荷分布P146现象螺纹牙间的载荷分布不均螺栓螺母受力性质不同13载荷集中在第一圈牙上第810牙不受力增厚螺母无效使受压螺母受拉螺母图1028改善螺纹牙间的载荷分布65破坏发生在螺母支承面处理由措施凸台凹坑鱼眼坑1减小应力集中2裁减联接附加弯曲应力增大过渡圆角螺纹收尾退刀槽卸载槽三减小应力集中P147图1029图1031四采用提高强度的工艺措施p148第21冷镦螺栓头部和滚压螺纹疲乏强度应力集中纤维未切断冷作材料利用率本金2氰化氮化喷丸处理疲乏强度109螺旋传动P148要求高效率梯形锯齿形矩形多线