机械设计基础第5章螺纹联接的预紧和放松课件

10-5 螺纹联接的预紧和放松一、预紧 预紧目的：增加联接的刚性、紧密性及放松能力。1PPT课件拧紧过程：螺栓受拉，伸长。预预 紧紧F0F0F0F0在螺纹连接过程中，预紧力大小要适当。如气缸盖螺纹连接，F0小缸盖与缸体间出现间隙漏气；F0过大螺栓拉断1、预紧力预紧力 F021114AdS一般：碳钢：螺栓最小剖面积mm2 屈服极限 MPa 合金钢：01(0.6 0.7)SFA01(0.5 0.6)SFA2PPT课件2、拧紧力矩 F0如何加上去的，通过扳手给螺母加一个力矩产生的，这个力矩叫做拧紧力矩12TF LTT102tg()2vTFd0204wcddTf FT1螺旋副摩擦力矩T2端面摩擦力矩00.2TF d对于M10M68粗牙螺纹，则可简化为 由上式可得出预紧力与外加力矩的关系d:螺纹公称直径3PPT课件拧紧力矩可通过控制拧紧力矩T的大小，来控制预紧力通常扳手长过小螺栓易损坏，一般M515Ld0150.2F LFdF d075FF4PPT课件3.控制预紧力的措施 通常，联接不重要，用扳手长短可控制，关键部件，如航空、航天、压力容器等必须要求可靠性，必须控制预紧力。2007年8月20日中国台湾华航公司的一架737-800客机在冲绳机场降落后起火。事故原因：螺栓松脱，刺穿油箱5PPT课件2005年1月美猎鹰美猎鹰1火箭火箭发射一分钟后消失 军事卫星下落不明 事故原因螺母脱落6PPT课件3、控制预紧力的措施：一般通过控制拧紧力矩来控制预紧力测力距扳手 定力矩扳手7PPT课件最准确方法，测量预紧前后的螺栓变形量精确，直观可直接测出螺栓预紧力的值8PPT课件思考：除了外加拧紧力矩，还有没有其他方法控制预力？用液压拉伸器先 将螺栓拉长，拧螺母，再放松螺螺栓轮船燃气轮机上螺栓，太大，无法用扳手（拿不动），怎样拧紧（加预紧力）由于拧紧过程中螺栓被拉长先 将螺栓拉长液压拉伸预紧技术F0F0F0F09PPT课件二、螺纹联接的防松螺纹联接，通常满足自锁条件v 但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力和摩擦力可能瞬间消失，多次重复后就可能使联接松脱。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。10PPT课件永久防松端铆冲点（破坏螺纹）点焊11PPT课件液压防松螺母12PPT课件10-6 螺纹联接的强度计算螺纹连接常常用螺栓组受力分析找出受力最大的螺栓理论计算（螺栓组应大小相同，美观且便于安装）强度计算：用多大螺栓，强度够不够强度计算：用多大螺栓，强度够不够 受拉螺栓的失效形式主要是：螺纹部分的塑性变形。螺杆的疲劳断裂。65%20%15%13PPT课件一、松螺栓联接工作前不拧紧，无F0，（如吊钩螺栓）只有工作载荷F起拉伸作用，主要失效形式拉断。强度条件为：21 4Fd MPa 设计问题：14 Fd 式中：d1螺杆危险截面直径（mm）许用拉应力 N/mm2(MPa)（mm）定公称直径d14PPT课件二、紧螺栓联接 工作前有预紧力F0(仅研究普通螺栓连接形式)F0F0F0F0 工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下，螺栓仅承受预紧力 021/4Fd对于给出预紧力F0 多大螺栓合适？进而求出d1可否ca预紧力F0产生拉伸应力 螺纹摩擦力矩T1产生剪应力复合应力状态15PPT课件02114Fd2200132111021tan()22tan()1164410 680.50.54vvTddFFTdWddFMMd 当拉应力剪应力按第四强度理论：2231.3ca16PPT课件0211.3 4caFd 014 1.3Fd 强度条件为：式中：F0预紧力（N）1.3考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响 设计公式：那么F0=?17PPT课件2受横向工作载荷时特点：杆孔间有间隙，靠拧紧后正压力由（F0）产生摩擦力来传递外载荷，保证联接可靠（不产生相对滑移）的条件为：FFFFb)a)FFFF0m f FCF0aC FFFm f所须的预紧力为F0f 摩擦系数m接合面数C可靠性系数带入上节强度（设计）公式可校核（求d1）螺栓所需的轴向力（即预紧力）应为18PPT课件当00.151.218fCmFF即，预紧力为横向工作载荷的8倍，所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸较大。19PPT课件3、受轴向工作载荷时FP工作特点：工作前拧紧，有F0；工作后加上工作载荷F,工作前、工作中载荷变化。解决问题：a)保证安全可靠的工作，F0=？b)工作时螺栓总载荷，FE=？FDDp20PPT课件21PPT课件22PPT课件1.51.8REFF0.20.6REFF0.61.0REFF1.有密封性要求联接2.一般联接工作载荷稳定3.一般联接工作载荷变化aREFFF00baEbmCFFFFFCCbbmCCC01mREbmbREbmCFFCFFCCFCC总拉力相对刚度联立上两式得（F0与FR的关系）23PPT课件 212N/m.34m1aFd 14 1.3mmaFd 设计公式 强度条件 注意：用F 而不是F024PPT课件三、铰制孔螺栓联接pp0minppFdhFAp 0/4Fd失效形式发生变化失效形式：压溃、剪断剪切应力d0:铰制孔螺栓直径强度条件挤压应力许用挤压应力，取螺杆与被联接件中最小值25PPT课件26PPT课件