东北大学机械设计课件第二章-联接2

2-4螺纹联接的设计计算(六)普通螺栓组承受倾翻力矩二、受力分析与强度计算1、根本假定〔1〕螺栓、地基为弹性体；〔2〕M作用在z-z平面内，机座在M作用下绕O-O转动〔3〕机座刚性较大，变形后与根底的接触面仍为平面被联接件受力螺栓受力2-4螺纹联接的设计计算二、受力分析与强度计算2、受力分析

左侧右侧螺栓接合面螺栓接合面预紧状态拉压拉压工作状态↑↑↓↓2-4螺纹联接的设计计算2、受力分析二、受力分析与强度计算力平衡条件(1)代入(2)变形协调条件2-4螺纹联接的设计计算左侧螺栓所受最大力：二、受力分析与强度计算右侧螺栓所受最小力：3、失效形式〔1〕螺栓被拉断〔2〕机座与地基的接合面被压溃或出缝隙4、设计准那么〔1〕保证螺栓不塑变、不被拉断4、设计准那么〔2〕左侧不出缝隙4、设计准那么〔3〕右侧不被压溃2-4螺纹联接的设计计算4、设计准那么二、受力分析与强度计算〔1〕保证螺栓不塑变、不被拉断〔2〕左侧不出缝隙〔3〕右侧不被压溃螺栓联接强度计算总结2-4螺纹联接的设计计算三、螺纹联接件的材料性能与许用应力1、螺纹联接件的材料与性能等级〔1〕常用材料：碳钢：Q215-A、Q235-A、35、45—一般联接合金钢：15Cr、20Cr、30CrMnSi等—重要联接〔2〕螺栓、螺母材料性能等级〔表2-7〕a、螺栓材料性能等级：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9b、螺母的性能等级：4，5，6，8，9，10，12

螺母性能等级表示可与该螺母相配最高性能等级螺栓抗拉强度的1/100

2-4螺纹联接的设计计算2、螺纹联接件的许用应力三、螺纹联接件的材料性能与许用应力〔1〕许用应力影响因素：载荷性质：静、变载荷材料质量：性能等级结构尺寸：尺寸系数装配质量：载荷控制准确性〔2〕许用应力与平安系数普通螺栓联接许用应力与安全系数(表2-8a)螺栓受载情况静载变载许用应力按最大应力按应力幅控制预紧力时的安全系数s1.2~1.51.2~1.51.5~2.52-4螺纹联接的设计计算(2)、许用应力与平安系数三、螺纹联接件的材料性能与许用应力铰制孔螺栓联接许用应力与安全系数(表2-9)载荷性质材料螺杆剪切杆孔挤压许用应力安全系数S许用应力安全系数S静载钢2.5

1.25铸铁

2~2.5变载钢

3.5~5按静载降低20%~30%铸铁2-4螺纹联接的设计计算四、提高螺栓联接强度的措施四、提高螺栓联接强度的措施普通螺栓损坏情况统计如图1、改善螺纹牙间的载荷分配螺牙间变形不协调，导致牙间载荷分配不均旋合螺纹受力变形图螺杆受拉螺距增大螺母受压螺距减小2-4螺纹联接的设计计算〔1〕均载螺母四、提高螺栓联接强度的措施悬置螺母螺母体、螺栓均受拉内斜螺母环槽螺母2-4螺纹联接的设计计算〔2〕钢丝螺套四、提高螺栓联接强度的措施2-4螺纹联接的设计计算四、提高螺栓联接强度的措施2、减小螺栓中应力幅2-4螺纹联接的设计计算降低螺栓刚度CL、提高被联接件刚度CF对螺栓应力幅影响分析四、提高螺栓联接强度的措施2-4螺纹联接的设计计算降低螺栓刚度CL措施：四、提高螺栓联接强度的措施①采用柔性螺栓：增加螺栓长度、减小螺栓光杆局部的直径、采用空心螺栓杆②在螺母下安装弹性元件动画2-4螺纹联接的设计计算提高被联接件刚度CF措施：四、提高螺栓联接强度的措施

①采用刚度大的垫片②用密封环代替密封软垫片垫片密封密封环密封2-4螺纹联接的设计计算3、减小螺栓本身应力集中四、提高螺栓联接强度的措施a加大圆角b卸荷槽b卸载过渡结构2-4螺纹联接的设计计算四、提高螺栓联接强度的措施(保证螺母支撑面平整、螺栓孔正)防止附加弯应力的措施2-7键联接一、键联接作用一、键联接的作用轴及轴上零件的〔如：齿轮、联轴器等〕的周向定位，传递扭矩二、平键联接1、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩2、平键类型：〔1〕普通平键：〔静联接〕周向定位A型B型C型键槽加工键槽加工键应用2-7键联接〔2〕导向平键与滑键：二、平键联接(动联接)周向定位、零件轴向滑移导向平键：键定轴上，滑移距离短滑键：键定毂上，滑移距离长3、键联接设计内容(1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求(2)尺寸选择：按轴径d选键的截面尺寸b×h(查标准)(3)键长选择：L=轮毂长-〔5～10〕mm〔查标准〕(4)强度校核：平键尺寸轴径d>22~30>30~38>38~44>44~50>50~58b×h8×710×812×814×916×10L18~9022~11028~14036~16045~180L系列：18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，160，180，200，220，2502-7键联接4、失效形式二、平键联接静联接：键及键槽侧面压溃动联接：工作面过度磨损5、设计准那么6、标注方法键(A〕b×LGB1096-20032-7键联接三、半圆键三、半圆键1、工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩2、特点：优点：键在槽中可摆动，适应轮毂槽底斜度对中性好、装配方便、适应锥形轴端缺点：键槽深，对轴削弱大3、应用：轻载、锥形轴端联接半圆键联接2-7键联接四、楔键四、楔键1、工作原理：键上表〔毂槽底〕面为1：100斜度斜面键上、下外表工作，挤压楔紧、摩擦传扭2、特点：优点：轴上零件的轴向定位，承受较小轴向力缺点：楔键破坏轴上零件对中性3、应用：对中精度要求不高、载荷平稳、低速场合(方头）钩头楔键普通楔键（圆头）2-7键联接五、切向键五、切向键1、工作原理：切向键由两个1：100斜度的楔键组成组合后上、下平行外表工作，其中之一在轴截面内，工作面挤压、轴与轮毂间的摩擦传扭矩2、特点：优点：传递载荷大缺点：切向键破坏轴上零件对中性3、应用：对中精度要求不高、载荷大的重型机械中，如：大型飞轮、矿用卷扬机卷筒等切向键联接（单向传动）（双向传动）工作面1:100斜面2-7键联接六、花键联接六、花键联接1、工作原理：〔花键轴、花键孔组成〕键侧工作、挤压传扭花键孔花键轴花键联接2、特点：承载能力高-多齿传力对轴、毂削弱小-齿槽浅对中性好、本钱高〔专用设备加工〕2-7键联接3、类型：六、花键联接〔1〕矩形花键：键齿矩形、内径定心；定心外表热处理后磨削，定心精度高〔2〕渐开线花键：齿形为渐开线，齿形定心；自动对中，齿形角30º、40º两种；高强度、长寿命—齿根圆角大，应力集中小；工艺性好—滚齿加工、精度高应用于载荷大、定心精度要求高、尺寸大的连接工作面定心面矩形花键工作面定心面渐开线花键2-7键联接4、花键强度计算六、花键联接〔1〕静联接—工作面压溃，校核挤压强度〔2〕动联接—工作面磨损，按工作面压强进行条件计算

总结1螺纹的主要参数2常用螺纹的类型与特点3常用螺纹联接的类型与特点4螺纹副的作用力，效率和自锁条件5螺纹联接防松措施，提高螺纹联接强度的措施6螺纹联接的设计〔计算题〕7平键联接的类型与应用8平键联接设计内容普通螺纹大径d螺距p中径d2小径d1