机械设计第五章1课件

2024/6/281机械设计基础机械设计基础 II（零件）（零件）电子科技大学电子科技大学 凌丹凌丹第二篇第二篇 连连 接接机械电子工程学院机械电子工程学院连接在机器中的作用连接在机器中的作用便于机器的制造、安装、运便于机器的制造、安装、运输、维修。修。零件零件构件构件部件部件机器机器联接联接联接联接联接联接机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/28School of Mechatronics Engineering,UESTC3连接的类型连接的类型动连接：滑接：滑键连接、接、导向向键连接接静静连接：螺接：螺纹连接、平接、平键连接接可拆可拆连接：螺接：螺纹连接接不可拆不可拆连接：接：铆接、胶接等接、胶接等形形锁合合连接：无接：无键连接接摩擦摩擦锁合合连接：螺接：螺纹连接、平接、平键连接接第五章第五章 螺纹连接和螺旋传动螺纹连接和螺旋传动机械电子工程学院机械电子工程学院本章内容本章内容 螺螺纹的的类型及其型及其应用用 螺螺纹连接的接的类型及其型及其应用用 螺螺纹连接的防松接的防松 单个螺栓个螺栓连接的接的强度度计算算 螺栓螺栓组连接的受力分析接的受力分析 螺旋螺旋传动简介介机械电子工程学院机械电子工程学院6螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用汽汽车车轮轮胎胎机械电子工程学院机械电子工程学院机机床床螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用机械电子工程学院机械电子工程学院8飞飞机机机机翼翼螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用机械电子工程学院机械电子工程学院化化工工管管道道螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用机械电子工程学院机械电子工程学院锁锁紧紧螺螺母母螺纹连接的工程应用螺纹连接的工程应用机械电子工程学院机械电子工程学院第一节第一节 螺纹螺纹螺纹副类型螺纹副类型内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹螺纹类型螺纹类型传动螺纹传动螺纹联接螺纹联接螺纹普通螺纹普通螺纹米制锥螺纹米制锥螺纹管螺纹管螺纹梯形螺纹梯形螺纹矩形螺纹矩形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹三角形螺纹三角形螺纹一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用机械电子工程学院机械电子工程学院外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹机械电子工程学院机械电子工程学院螺纹的牙型螺纹的牙型矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹1530330机械电子工程学院机械电子工程学院1.普通螺纹普通螺纹普通螺纹：牙型角为普通螺纹：牙型角为60，内、外螺纹旋合有径向间隙。，内、外螺纹旋合有径向间隙。粗牙螺纹：用于一般联接。粗牙螺纹：用于一般联接。细牙螺纹：用于细小零件、薄壁零件、微调螺纹细牙螺纹：用于细小零件、薄壁零件、微调螺纹机械电子工程学院机械电子工程学院2.非螺纹密封的管螺纹非螺纹密封的管螺纹圆圆柱柱管管螺螺纹纹（英英制制螺螺纹纹）：牙牙顶顶有有较较大大圆圆角角，内内、外外螺螺纹纹旋旋合合后后无无径径向向间间隙隙，保保证证联联接接的的紧紧密密性性。用用于于管管接接头头、阀门等，需要在密封面间添加密封物。、阀门等，需要在密封面间添加密封物。机械电子工程学院机械电子工程学院3.螺纹密封的管螺纹螺纹密封的管螺纹英制螺纹：英制螺纹：螺纹分布在圆锥管壁上，螺纹旋合后，靠螺纹分布在圆锥管壁上，螺纹旋合后，靠自身变形保证联接的紧密性，不需要填料。自身变形保证联接的紧密性，不需要填料。机械电子工程学院机械电子工程学院4.米制锥螺纹米制锥螺纹米米制制螺螺纹纹：牙牙型型角角6060，螺螺纹纹分分布布在在圆圆锥锥管管壁壁上上，用用于于气气体体或或液液体体管管路路系系统统，是是依依靠靠螺螺纹纹密密封封的的联联接螺纹。接螺纹。机械电子工程学院机械电子工程学院5.矩形螺纹矩形螺纹矩形螺纹：矩形螺纹：牙型为正方形，传动效率比另外两种牙型为正方形，传动效率比另外两种传动螺纹高，牙根强度弱，磨损间隙难以补偿。传动螺纹高，牙根强度弱，磨损间隙难以补偿。机械电子工程学院机械电子工程学院6.梯形螺纹梯形螺纹梯形螺纹：梯形螺纹：牙型为等腰梯形，传动效率比矩形螺牙型为等腰梯形，传动效率比矩形螺纹略低，牙根强度高，磨损间隙可以补偿，最常纹略低，牙根强度高，磨损间隙可以补偿，最常用的传动螺纹。用的传动螺纹。机械电子工程学院机械电子工程学院7.锯齿形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹：锯齿形螺纹：牙型为不等腰梯形，内、外螺纹旋牙型为不等腰梯形，内、外螺纹旋合后大径处无径向间隙。兼有矩形螺纹传动效率合后大径处无径向间隙。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用于单向受力高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用于单向受力的螺旋传动。的螺旋传动。机械电子工程学院机械电子工程学院21二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数大径大径d即螺纹的公称直径。即螺纹的公称直径。小径小径d1常用于联接的强度计算。常用于联接的强度计算。中径中径d2常用于联接的几何计算。常用于联接的几何计算。螺螺距距P螺螺纹纹相相邻邻两两个个牙牙型型上上对对应应点点间间的的轴向距离。轴向距离。牙牙型型角角a a螺螺纹纹轴轴向向截截面面内内，螺螺纹纹牙牙型型两两侧边的夹角。侧边的夹角。升升角角 螺螺旋旋线线的的切切线线与与垂垂直直于于螺螺纹纹轴轴线线的平面间的夹角。的平面间的夹角。线数线数n螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。导导程程S螺螺纹纹上上任任一一点点沿沿同同一一条条螺螺旋旋线线转转一周所移动的轴向距离，一周所移动的轴向距离，S=nP。机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/2822Pitchp螺距螺距LeadL导程导程Thread anglea牙型角牙型角Helix anglel螺旋升角螺旋升角Major diameterd公称直径公称直径Root diameterd1小径小径threadn线数线数机械电子工程学院机械电子工程学院螺纹线数螺纹线数Single-threaded screwDouble-threaded screwMultiple-threaded screw A multiple-threaded screw advances a nut（螺母螺母）more rapidly than a single-threaded screw of the same pitch.机械电子工程学院机械电子工程学院左旋螺纹与右旋螺纹左旋螺纹与右旋螺纹Left-handed screwRight-handed screw机械电子工程学院机械电子工程学院第二节第二节 螺纹连接的类型和标准连接件螺纹连接的类型和标准连接件机械电子工程学院机械电子工程学院螺栓螺栓连接接普通螺栓普通螺栓连接接铰制孔用螺栓制孔用螺栓连接接螺螺钉连接接双双头螺柱螺柱连接接紧定螺定螺钉连接接一、螺纹连接的类型一、螺纹连接的类型机械电子工程学院机械电子工程学院1.螺栓连接螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接被连接件不被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。合使用。装配后孔与杆间有间装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不允许消失隙，并在工作中不允许消失，结构简单，装拆方便，可多次结构简单，装拆方便，可多次装拆，应用较广。装拆，应用较广。Common bolt joints机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/28铰铰制制孔孔螺螺栓栓连连接接：装装配配后后螺螺栓栓光光杆杆部部分分与与被被联联接接件件孔孔壁壁之之间间无无间间隙隙，主主要要承承受受横横向向载载荷荷，也也可可作作定定位位用用，采用基孔制配合。采用基孔制配合。Fitted bolt joints 机械电子工程学院机械电子工程学院普通螺栓普通螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓杆孔间隙杆孔间隙过渡配合面过渡配合面机械电子工程学院机械电子工程学院2.双头螺柱连接双头螺柱连接双双头螺螺柱柱连接接：螺螺杆杆两两端端无无钉头，但但均均有有螺螺纹，装装配配时一一端端旋旋入入被被连接接件件，另另一一端端配配以以螺螺母母。适适于于常常拆拆卸卸而而被被联接接件件之之一一较厚厚时。折折装装时只只需需拆拆螺螺母母，而而不不将将双双头螺螺栓栓从从被被联接件中接件中拧出。出。Stud joints机械电子工程学院机械电子工程学院3.螺钉联接螺钉联接 适适于于被被联接接件件之之一一较厚厚（上上带螺螺纹孔孔），不不需需经常常装装拆拆，一一端端有有螺螺钉头，不不需需螺螺母母，适适于受于受载较小情况。小情况。Cap screw joints机械电子工程学院机械电子工程学院4.紧定螺钉联接紧定螺钉联接 拧入入后后，利利用用杆杆末末端端顶住住另另一一零零件件表表面面或或旋旋入入零零件件相相应的的缺缺口口中中以以固固定定零零件件的的相相对位位置置。可可传递不大的不大的轴向力或扭矩。向力或扭矩。Setscrew joints轴轴轴上零件轴上零件轴轴轴上零件轴上零件机械电子工程学院机械电子工程学院5.其它螺纹联接其它螺纹联接 地脚螺栓联接 吊环螺钉联接机械电子工程学院机械电子工程学院二、标准连接件二、标准连接件六角六角头螺栓螺栓双双头螺柱螺柱螺螺钉紧定螺定螺钉自攻螺自攻螺钉六角螺母六角螺母圆螺母螺母垫圈圈BoltStudCap ScrewSetscrewNutWasherthreaded fastener机械电子工程学院机械电子工程学院1.六角头螺栓六角头螺栓普通螺栓普通螺栓六角六角头，小六角，小六角头，标准六角准六角头，大六角，大六角头，内六角，内六角铰制孔螺栓制孔螺栓螺螺纹部分直径部分直径较小。小。机械电子工程学院机械电子工程学院2.双头螺柱双头螺柱机械电子工程学院机械电子工程学院3.螺钉螺钉机械电子工程学院机械电子工程学院4.紧定螺钉紧定螺钉末端形状有末端形状有锥端、平端和端、平端和圆柱端柱端，锥端适用于被端适用于被紧定零件的表面硬度定零件的表面硬度较低或不低或不经常拆卸的常拆卸的场合；合；平端接触面平端接触面积大，不大，不伤零件表面，用于定零件表面，用于定紧硬度硬度较大的大的表面，或表面，或经常拆卸的常拆卸的场合；合；圆柱端柱端压入入轴上的凹坑中，适用于上的凹坑中，适用于紧定空心定空心轴上的零件上的零件位置。位置。机械电子工程学院机械电子工程学院5.自攻丝螺钉自攻丝螺钉被联接件多位金属薄板、轻合金或塑料制品。被联接件多位金属薄板、轻合金或塑料制品。被联接件可不预先制出螺纹，在联接时利用螺钉被联接件可不预先制出螺纹，在联接时利用螺钉直接攻出螺纹。直接攻出螺纹。机械电子工程学院机械电子工程学院6.六角螺母和圆螺母六角螺母和圆螺母机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/28School of Mechatronics Engineering,UESTC41机械电子工程学院机械电子工程学院圆螺母常用来轴向固定轴上零件圆螺母常用来轴向固定轴上零件机械电子工程学院机械电子工程学院7.垫圈垫圈 放置在螺母和被连接件之间，保护支承表面，放置在螺母和被连接件之间，保护支承表面，防止螺纹防止螺纹连连接松动。接松动。机械电子工程学院机械电子工程学院第三节第三节 螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧Bolt Tightening and Preload机械电子工程学院机械电子工程学院多数多数联接在装配接在装配时必必须拧紧螺母，使螺螺母，使螺纹联接在承受工接在承受工作作载荷之前受到荷之前受到预紧力的作用力的作用紧联接接；在受在受载之前不需之前不需拧紧的的联接接松松联接接。预紧的目的：的目的：增加增加联接的接的刚度、度、紧密性和提高防松能力。密性和提高防松能力。对重要的螺栓重要的螺栓联接，在装配接，在装配时要控制要控制预紧力。（力。（预紧力力要适度）要适度）机械电子工程学院机械电子工程学院松联接实例松联接实例在承受工作载荷之前，螺栓不受力（除自重）。在承受工作载荷之前，螺栓不受力（除自重）。机械电子工程学院机械电子工程学院Whenwetightenabolt,(a)weapplytorquetothenut,(b)thenutturns,(c)theboltstretches,(d)creatingpreload.紧连接紧连接预紧力预紧力机械电子工程学院机械电子工程学院拧紧力矩拧紧力矩拧紧力矩拧紧力矩螺旋副间的螺旋副间的摩擦阻力矩摩擦阻力矩 螺螺母母环环形形端端面面与与被被连连接接件件支支承承面面之之间间的的摩摩擦擦阻力矩。阻力矩。机械电子工程学院机械电子工程学院预紧力预紧力F0机械电子工程学院机械电子工程学院预紧力的控制预紧力的控制对于重要的或有特殊要求的螺栓于重要的或有特殊要求的螺栓联接，接，预紧力的数力的数值应在装配在装配图上做出技上做出技术说明。明。受受变载荷的螺栓荷的螺栓联接的接的预紧力力应比受静比受静载荷的螺栓荷的螺栓预紧力大。力大。预紧力的数力的数值应根据根据载荷性荷性质、联接接刚度等具体条件度等具体条件确定。确定。控制控制预紧力的方法有：力的方法有：测力矩扳手力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手机械电子工程学院机械电子工程学院测力矩扳手测力矩扳手刻度表直接显刻度表直接显示拧紧力矩的示拧紧力矩的大小大小机械电子工程学院机械电子工程学院定力矩扳手定力矩扳手 当当拧拧紧紧力力矩矩超超过过规规定定值值，卡卡盘盘与与圆圆柱柱销销之之间间打打滑滑，调调整整弹弹簧簧压压紧紧力力可可调调整预紧力。整预紧力。机械电子工程学院机械电子工程学院测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量 通通过过测测量量螺螺栓栓的的伸伸长长量量来来控控制制预预紧紧力力，较较为精确。为精确。机械电子工程学院机械电子工程学院第四节第四节 螺纹连接的防松螺纹连接的防松Preventing loosening of screw joints机械电子工程学院机械电子工程学院防松的目的防松的目的：联接用螺接用螺纹可以可以实现自自锁，支承面，支承面间的摩擦力也可以的摩擦力也可以阻止螺母的旋阻止螺母的旋转和松脱。在静和松脱。在静载或温度或温度变化不大化不大时，螺螺纹不会自不会自动松脱；松脱；在冲在冲击、振、振动或或变载下，或温度下，或温度变化化较大大时，螺，螺纹副副间和支承面和支承面间的摩擦阻力可能减小或瞬的摩擦阻力可能减小或瞬间消失。消失。这种种情况多次重复，会使情况多次重复，会使联接松接松动，导致机器不能正常工致机器不能正常工作或作或发生生严重事故。重事故。机械电子工程学院机械电子工程学院防松方法防松方法螺螺纹联接防松的接防松的实质是：是：防止螺防止螺纹副的相副的相对转动。摩擦防松摩擦防松使螺使螺纹副中副中产生附加的摩擦力生附加的摩擦力机械防松机械防松采用采用专门的防松元件的防松元件约束螺束螺纹副的相副的相对运运动破坏螺破坏螺纹副的关系副的关系如果螺如果螺纹副很少被拆开，把螺副很少被拆开，把螺纹副副转变为非运非运动副副。机械电子工程学院机械电子工程学院摩擦防松对顶螺母摩擦防松对顶螺母两螺母两螺母对顶拧紧，螺栓旋合，螺栓旋合段受拉而螺母受段受拉而螺母受压，两螺母，两螺母的相互作用力使旋合段的螺的相互作用力使旋合段的螺纹面上面上产生附加摩擦力。生附加摩擦力。用于低速、重用于低速、重载的的联接。接。Two nuts机械电子工程学院机械电子工程学院摩擦防松弹簧垫圈摩擦防松弹簧垫圈利用利用拧紧螺母把螺母把垫圈圈压平后平后产生的生的弹性反力来性反力来保持螺保持螺纹副副间有一定的有一定的附加摩擦力。附加摩擦力。用于不太重要的用于不太重要的联接。接。Spring washer机械电子工程学院机械电子工程学院摩擦防松自锁螺母摩擦防松自锁螺母 螺螺母母一一端端制制成成非非圆形形收收口口或或开开缝后后径向收口。径向收口。机械电子工程学院机械电子工程学院摩擦防松摩擦防松横向切口螺母横向切口螺母拧拧紧紧螺螺母母上上的的螺螺钉钉时时，切切口口上上下下两两部部分分变变形形靠靠拢拢，使螺纹副压紧。使螺纹副压紧。机械电子工程学院机械电子工程学院机械防松开口销与槽形螺母机械防松开口销与槽形螺母六六角角槽槽形形螺螺母母拧拧紧紧后后，把把开开口口销销插插入入螺螺母母槽槽与与螺螺栓栓尾尾部部孔孔内内，将将开开口口销销尾尾部部掰掰开开，阻阻止止了了螺螺母母与与螺螺栓栓的相对运动。的相对运动。由由于于槽槽数数少少，栓栓杆杆销销孔孔不不易易与与螺螺母母最最佳佳锁锁紧紧位位置置时时的槽口吻合，装配困难。的槽口吻合，装配困难。机械电子工程学院机械电子工程学院机械防松机械防松止动垫圈（单耳或双耳）止动垫圈（单耳或双耳）止止动动垫垫圈圈的的一一边边上上弯弯贴贴在在螺螺母母的的侧侧面面上上，另另一一边边下下弯弯贴贴紧在被联接件的侧面上。紧在被联接件的侧面上。只只能能用用于于联联接接部部分分有有容容纳纳弯弯耳的场合。耳的场合。防松较为可靠。防松较为可靠。机械电子工程学院机械电子工程学院机械防松串联钢丝机械防松串联钢丝将将钢钢丝丝穿穿入入各各螺螺钉钉头头部部的的孔内，使其相互制约。孔内，使其相互制约。防防松松可可靠靠，但但装装拆拆不不便便，仅适用于螺钉组联接。仅适用于螺钉组联接。机械电子工程学院机械电子工程学院冲点法防松冲点法防松 焊接防松焊接防松 破坏螺纹副方法破坏螺纹副方法机械电子工程学院机械电子工程学院思考题思考题螺螺纹连接有哪些基本接有哪些基本类型？各适用于什么型？各适用于什么场合？合？连接用螺接用螺纹是什么形状？是什么形状？传动用螺用螺纹是什么形状？是什么形状？螺螺纹的公称直径是什么？的公称直径是什么？强度度计算算时的危的危险截面面截面面积用哪一直径用哪一直径计算？算？螺螺纹连接接预紧的目的是什么？的目的是什么？控制控制预紧力有哪些方法？力有哪些方法？螺螺纹连接防松的本接防松的本质是什么？是什么？有哪些常用的防松措施？有哪些常用的防松措施？摩擦防松的原理是什么？摩擦防松的原理是什么？螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析第五节第五节 螺栓组连接的设计螺栓组连接的设计机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/2867螺栓组联接结构设计的任务螺栓组联接结构设计的任务|选定螺栓的数目及布置形式定螺栓的数目及布置形式|确定螺栓确定螺栓连接的接的结构尺寸构尺寸对于不重要于不重要连接采用接采用类比法比法重要重要连接接应根据工作根据工作载荷分析各螺栓的受力荷分析各螺栓的受力情况，找出受力最大的螺栓情况，找出受力最大的螺栓进行校核。行校核。机械电子工程学院机械电子工程学院一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计|目的目的|合理确定合理确定连接接合面的形状和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和接接合面的形状和螺栓的布置形式，力求使各螺栓和连接接接合面受力均匀，便于加工和装配。接合面受力均匀，便于加工和装配。|应考考虑的的问题|接合面形状接合面形状使螺栓使螺栓组的分布中心与的分布中心与联接接合面的形心重合。接接合面的形心重合。|螺栓的布置螺栓的布置应使各使各螺栓受力合理螺栓受力合理。|螺栓的排列螺栓的排列应有合理的有合理的间距、距、边距距。|分布在同一分布在同一圆周的周的螺栓数目螺栓数目，宜取偶数。，宜取偶数。|同一同一组螺栓材料、尺寸均螺栓材料、尺寸均应相同。相同。|避免螺栓承受避免螺栓承受偏心偏心载荷荷。机械电子工程学院机械电子工程学院便于加工制造和对称布置螺栓；便于加工制造和对称布置螺栓；保证连接结合面受力均匀。保证连接结合面受力均匀。1.使螺栓组的分布中心与连接接合面的形心重合，接合使螺栓组的分布中心与连接接合面的形心重合，接合面设计成轴对称图形。面设计成轴对称图形。圆环圆环圆形圆形三角形三角形矩形框矩形框矩形矩形一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计机械电子工程学院机械电子工程学院2.2.螺栓的布置应使各螺栓受力合理。螺栓的布置应使各螺栓受力合理。承受转矩或翻转力矩的时，尽量使螺栓靠近连接接合面的边缘。承受转矩或翻转力矩的时，尽量使螺栓靠近连接接合面的边缘。铰铰制制孔孔用用螺螺栓栓连连接接，不不要要在在平平行行于于工工作作载载荷荷的的方方向向成成排排布布置置8个个以上的螺栓。以上的螺栓。机械电子工程学院机械电子工程学院3.螺栓的排列螺栓的排列应有合理的有合理的间距、距、边距。距。足够的扳手空间足够的扳手空间t0螺栓间距t0工作压力(MPa)7d 4.5d 4.5 4d 3.5 3d t0(mm)1.6 1.6 4 410 1016 1620 2030 d有密封性要求时有密封性要求时 要控制要控制t0机械电子工程学院机械电子工程学院4.分布在同一分布在同一圆周的螺栓数目，宜取偶数。周的螺栓数目，宜取偶数。以便在圆周上钻孔时，分度和划线。以便在圆周上钻孔时，分度和划线。机械电子工程学院机械电子工程学院5.避免螺栓承受偏心避免螺栓承受偏心载荷。荷。保证接合面平整保证接合面平整机械电子工程学院机械电子工程学院二、螺栓组连接的受力分析二、螺栓组连接的受力分析|目的：目的：|根据根据连接的接的结构和受构和受载情况，找出受力最大的螺情况，找出受力最大的螺栓并求出其所受的力，以便栓并求出其所受的力，以便进行行强度度计算。算。横向载荷横向载荷扭转力矩扭转力矩轴向载荷轴向载荷翻转力矩翻转力矩四种基本载荷四种基本载荷机械电子工程学院机械电子工程学院几点假设几点假设所有螺栓的材料、直径、所有螺栓的材料、直径、长度和度和预紧力均相同；力均相同；螺栓螺栓组的的对称中心与称中心与联接接合面的形心重合；接接合面的形心重合；受受载后后连接接合面仍保持接接合面仍保持为平面。平面。机械电子工程学院机械电子工程学院1.受横向载荷的螺栓组连接外载荷特点：外载荷特点：横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。栓组的对称中心。机械电子工程学院机械电子工程学院Ks为防滑系数，设计中为防滑系数，设计中可取可取Ks=1.11.3。i为接合为接合面数，面数，z为螺栓个数。为螺栓个数。（1 1）采用）采用受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接时：时：机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/28School of Mechatronics Engineering,UESTC78连接的载荷连接的载荷螺栓的受力螺栓的受力（2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓联接受剪铰制孔用螺栓联接时：时：螺栓受到剪切和挤压，被连接件受到挤压。螺栓受到剪切和挤压，被连接件受到挤压。机械电子工程学院机械电子工程学院 连接处破坏的形式连接处破坏的形式剪切破坏剪切破坏 沿螺栓杆的剪切面剪断。沿螺栓杆的剪切面剪断。挤压破坏挤压破坏 螺栓杆和孔壁的挤压破坏。螺栓杆和孔壁的挤压破坏。拉伸破坏拉伸破坏 被连接件因螺栓连接，在通孔被连接件因螺栓连接，在通孔处截面受到削弱，应力增大，易被处截面受到削弱，应力增大，易被拉断。拉断。（2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接时：时：机械电子工程学院机械电子工程学院2.受扭转力矩的螺栓组连接受扭转力矩的螺栓组连接在在T作用下，底板有绕通过螺栓组中心作用下，底板有绕通过螺栓组中心的轴线的轴线OO旋转的趋势，每个螺栓连接旋转的趋势，每个螺栓连接都受有横向力。都受有横向力。两种连接方式：两种连接方式：受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接机械电子工程学院机械电子工程学院假设：各螺栓连接的预紧力相同，接合面的摩擦力集中假设：各螺栓连接的预紧力相同，接合面的摩擦力集中作用在各螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连作用在各螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连线垂直。线垂直。（1 1）采用）采用受拉普通螺栓连接受拉普通螺栓连接时：时：1 2 3 4 510 9 8 7 6机械电子工程学院机械电子工程学院根据平衡条件及防止接触面滑移条件：根据平衡条件及防止接触面滑移条件：1 2 3 4 510 9 8 7 6机械电子工程学院机械电子工程学院 假设底板为假设底板为刚体刚体，各螺栓的工作载荷与其中心至底，各螺栓的工作载荷与其中心至底板旋转中心的连线垂直，各螺栓的板旋转中心的连线垂直，各螺栓的剪切刚度相同剪切刚度相同。忽略。忽略连接中的预紧力和摩擦力。连接中的预紧力和摩擦力。（2 2）采用）采用受剪铰制孔用螺栓连接受剪铰制孔用螺栓连接时：时：1 2 3 4 510 9 8 7 6机械电子工程学院机械电子工程学院1 2 3 4 510 9 8 7 6超静定问题超静定问题 底板不变形，仅螺栓产生剪切变形。底板不变形，仅螺栓产生剪切变形。距离中心距离中心O越远，螺栓的剪切变形越大，螺栓的剪切越远，螺栓的剪切变形越大，螺栓的剪切变形量与螺栓轴线到旋转中心的距离成正比。变形量与螺栓轴线到旋转中心的距离成正比。机械电子工程学院机械电子工程学院1 2 3 4 510 9 8 7 6机械电子工程学院机械电子工程学院3.受轴向载荷的螺栓组连联接受轴向载荷的螺栓组连联接外外部部总总载载荷荷与与螺螺栓栓轴轴线线平平行行，并并通过螺栓组的对称中心。通过螺栓组的对称中心。各各螺螺栓栓平平均均受受载载，每每个个螺螺栓栓的的轴轴向外载荷均为向外载荷均为F。螺栓个数螺栓个数机械电子工程学院机械电子工程学院4.受翻转受翻转(倾覆倾覆)力矩的螺栓组连接力矩的螺栓组连接|翻翻转力力矩矩M作作用用在在通通过x-x轴并并垂垂直直于于联接接合面的平面内。接接合面的平面内。|采采用用受受拉拉普普通通螺螺栓栓连接接。拧紧后后，螺螺栓受栓受预紧力。力。|假假设被被连接接件件为弹性性体体，其其接接合合面面始始终保保持持为平平面面，在在M作作用用下下底底板板有有绕通通过螺栓螺栓组中心中心OO翻翻转的的趋势。机械电子工程学院机械电子工程学院F1F0 F0 p(F 0引起引起)F2mLiLmaxOOxxOMM机械电子工程学院机械电子工程学院2024/6/2889引入变形协调条件，保证接引入变形协调条件，保证接合面仍然保持为平面：合面仍然保持为平面：机械电子工程学院机械电子工程学院123456图示为图示为6 6个铰制孔组成螺栓组个铰制孔组成螺栓组连连接的呈等边三角形布置。接的呈等边三角形布置。分析被分析被连连接件受不同外载荷时螺栓的受力情况。接件受不同外载荷时螺栓的受力情况。求受力最大的螺栓所受的力。求受力最大的螺栓所受的力。例例 题题机械电子工程学院机械电子工程学院载荷载荷P通过分布中心的横向载荷通过分布中心的横向载荷123456P螺栓的剪力均为：螺栓的剪力均为：机械电子工程学院机械电子工程学院123456扭矩扭矩T：作用在接合面内：作用在接合面内T