机械设计基础第七章螺纹连接

机械设计基础第七章螺纹连接汇报人：AA2024-01-12CONTENTS螺纹连接基本概念与分类螺纹连接紧固件螺纹连接结构设计螺纹连接力学性能分析螺纹连接工艺与装配工程实例与案例分析螺纹连接基本概念与分类01利用螺纹零件工作的连接方式称为螺纹连接。螺纹连接定义主要作用是实现机械零件间的可拆卸连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，广泛应用于各种机械设备中。螺纹连接作用螺纹连接定义及作用由螺栓、螺母和垫圈组成，适用于被连接件不太厚和经常拆卸的场合。适用于被连接件较厚且需要经常拆卸的场合，装拆方便。适用于被连接件之一较厚且不需要经常拆卸的场合，结构简单。适用于固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接螺纹连接类型与特点螺纹连接件已标准化，设计时可根据标准选用。螺栓、螺母、垫圈、螺柱、螺钉等均为标准件，其规格尺寸可查阅相关标准。标准化与常用标准件常用标准件标准化螺纹连接紧固件02020401螺栓是一种带有外螺纹的紧固件，通常需要与螺母配合使用。根据头部形状不同，螺栓可分为六角头螺栓、圆头螺栓、方头螺栓等。螺栓广泛应用于各种机械设备、建筑结构等领域，用于连接和固定两个或多个零件。03螺栓的材质通常为碳钢、合金钢、不锈钢等。定义材质应用分类螺栓螺母是一种带有内螺纹的紧固件，通常与螺栓配合使用。根据形状不同，螺母可分为六角螺母、圆螺母、方螺母等。螺母的材质与螺栓相同，通常为碳钢、合金钢、不锈钢等。螺母主要用于与螺栓配合，实现两个或多个零件的紧固连接。定义分类材质应用螺母垫圈是一种扁平的环形零件，通常置于螺栓或螺钉头与被连接件之间，以增加接触面积、减小压强、防止松动等。定义根据材质不同，垫圈可分为金属垫圈和非金属垫圈；根据形状不同，可分为平垫圈、斜垫圈、弹簧垫圈等。分类垫圈的材质通常为金属（如钢、铜、铝等）或非金属（如橡胶、塑料等）。材质垫圈广泛应用于各种机械设备、建筑结构等领域，用于增加连接紧密度、防止松动等。应用垫圈定义螺柱是一种带有外螺纹的长条形零件，通常用于连接被连接件之一较厚或不便使用螺栓连接的场合。螺钉则是一种带有外螺纹的圆柱形零件，通常直接旋入被连接件的螺纹孔中。材质螺柱和螺钉的材质与螺栓相同，通常为碳钢、合金钢、不锈钢等。应用螺柱和螺钉广泛应用于各种机械设备、建筑结构等领域，用于实现两个或多个零件的紧固连接。分类根据头部形状不同，螺柱和螺钉可分为多种类型，如六角头螺柱、沉头螺钉、自攻螺钉等。螺柱和螺钉螺纹连接结构设计03确保连接强度、刚度和稳定性，同时考虑加工、装配和维修的方便性。设计原则根据连接要求和工作环境，选择合适的螺纹类型、规格和精度等级，并进行强度校核。设计方法结构设计原则与方法适用于被连接件之一较厚且需经常拆装的场合，具有较好的防松性能。01020304适用于承受拉力和剪力作用的场合，结构简单，装拆方便，但防松性能较差。适用于连接件之一较薄或不宜制通孔的场合，结构紧凑，但装拆较困难。适用于固定两个零件的相对位置，可传递不大的力或转矩。螺栓连接螺钉连接双头螺柱连接紧定螺钉连接典型结构分析与比较通过改进螺纹牙型、增大螺纹直径或减小螺距等方式提高连接的承载能力。提高连接的强度和刚度提高防松性能优化结构形式考虑环境适应性采用锁紧垫圈、自锁螺母或涂胶等防松措施，提高连接的可靠性。根据具体需求，采用新型结构形式如内六角螺钉、自攻螺钉等，提高连接的效率和便捷性。针对不同工作环境和使用要求，选择耐腐蚀、耐高温或耐低温等特殊材料，提高连接的适应性。结构优化与改进方向螺纹连接力学性能分析04受力特点及影响因素螺纹连接在拉伸载荷作用下，主要承受拉应力，可能导致螺纹牙型变形或断裂。剪切载荷使螺纹连接承受剪应力，可能导致螺纹牙型剪切破坏。弯曲载荷使螺纹连接承受弯曲应力，可能导致连接松动或断裂。包括螺纹牙型、螺距、螺纹升角、摩擦系数、拧紧力矩等。拉伸载荷剪切载荷弯曲载荷影响因素根据材料的许用应力和螺纹连接的应力集中系数，进行强度校核。考虑动载荷、冲击载荷等因素，引入安全系数进行强度校核。通过试验测定螺纹连接的强度和疲劳寿命，进行强度校核。许用应力法安全系数法试验法强度校核方法合理控制拧紧力矩，避免过紧或过松导致的连接失效。对螺纹表面进行镀层、喷涂等处理，提高耐腐蚀性和摩擦性能。采用高强度螺纹牙型，如梯形、锯齿形等，提高连接强度。如锁紧垫圈、锁紧螺母等，防止连接松动。优化螺纹牙型控制拧紧力矩表面处理采用锁紧装置提高力学性能措施螺纹连接工艺与装配05利用车床、铣床或螺纹加工机床进行螺纹的切削加工，包括车削、铣削和磨削等方法。通过滚压轮对工件表面施加压力，使金属产生塑性变形而形成螺纹。滚压加工效率高，适用于大批量生产。利用搓丝板对工件进行冷挤压，使金属产生塑性变形而形成螺纹。搓丝加工适用于中小批量生产。切削加工滚压加工搓丝加工加工工艺简介装配方法包括手动装配、机动装配和气压或液压装配等方法。根据螺纹连接的类型和规格选择合适的装配工具。注意事项在装配过程中，应注意保持螺纹和连接件的清洁，避免杂质和油污影响连接质量。同时，要控制拧紧力矩，避免过紧或过松导致连接失效。装配方法及注意事项

常见故障分析与排除方法螺纹损坏由于拧紧力矩过大或装配不当等原因，导致螺纹损坏。解决方法包括更换损坏的螺纹件、修复损坏的螺纹或重新加工螺纹。连接松动由于振动、温度变化或拧紧力矩不足等原因，导致螺纹连接松动。解决方法包括重新拧紧连接、增加防松措施或更换合适的紧固件。密封失效由于密封件老化、损坏或装配不当等原因，导致螺纹连接处泄漏。解决方法包括更换密封件、修复损坏的密封面或重新装配密封件。工程实例与案例分析06设计要求选择合适的螺栓材料和强度等级，确定螺栓的预紧力和拧紧力矩，保证连接的密封性和耐久性。设计背景汽车发动机缸盖是发动机的重要部件，需要承受高温、高压和振动等复杂工况。因此，缸盖与缸体之间的连接必须牢固可靠。设计步骤首先根据工况条件选择合适的螺栓材料和强度等级；然后计算所需的预紧力和拧紧力矩；最后通过试验验证设计的可靠性。汽车发动机缸盖螺栓连接设计案例高压开关柜是电力系统中的重要设备，母线排是其关键部件之一。传统的母线排固定方式存在松动、接触不良等问题，影响设备的运行安全。改进背景提高母线排固定的稳定性和可靠性，减少设备故障率。改进目标采用高强度、耐腐蚀的螺纹连接件替换传统连接件；优化连接结构，增加防松措施；加强安装过程中的质量控制和检测。改进方案高压开关柜母线排固定方式改进案例优化背景01桥梁支座是桥梁结构中的重要组成部分，其调整装置用于保证桥梁在温度变化、荷载变化等条件下的稳定性和安全性。传统的调整装置存在结构复