第5章-螺纹联接课件

连接分类连接分类1 1、按、按运动关系运动关系分分静连接：只固定，无相对运动。如螺纹连接、普通平键连接。静连接：只固定，无相对运动。如螺纹连接、普通平键连接。动连接：彼此有相对运动。如动连接：彼此有相对运动。如导向平键、导向平键、花键、螺旋传动等。花键、螺旋传动等。-运动副运动副2 2、按、按传载原理传载原理分分靠摩擦力（力闭合）：如受拉螺栓、过盈连接。靠摩擦力（力闭合）：如受拉螺栓、过盈连接。非摩擦（形闭合）：靠连接零件的相互嵌合传载，如平键。非摩擦（形闭合）：靠连接零件的相互嵌合传载，如平键。材料锁合连接：利用附加材料分子间作用，如粘接、焊接。材料锁合连接：利用附加材料分子间作用，如粘接、焊接。3 3、按、按拆开时是否损坏零件拆开时是否损坏零件分分可拆连接：如螺纹连接（最广泛的可拆连接）。可拆连接：如螺纹连接（最广泛的可拆连接）。不可拆连接：如焊接、铆接等。不可拆连接：如焊接、铆接等。第二篇第二篇 连连 接接 第五章 螺纹连接与螺旋传动5-1 螺纹5-2 螺纹连接的类型与标准连接件5-3 螺纹连接的预紧5-6 螺纹连接组的设计5-5 螺纹连接的强度计算5-8 提高螺纹连接强度的措施5-7 螺纹连接件的材料与许用应力5-9 螺旋传动5-4 螺纹连接的防松一、螺纹的形成一、螺纹的形成第一节第一节 螺螺 纹纹s d2 d2第一节第一节 螺螺 纹纹右旋、单头右旋、单头左旋、单头左旋、单头右旋、双头右旋、双头二、螺纹基本知识二、螺纹基本知识 直径直径大径大径d d：公称直径公称直径。M20d=20mmM20d=20mm小径小径d d1 1：螺纹的最小直径。：螺纹的最小直径。中径中径d d2 2：齿厚：齿厚=齿槽宽处直径，几何计齿槽宽处直径，几何计算用。算用。一般取：一般取：d d2 2=(d+d=(d+d1 1)/2)/2 螺距螺距p p 线数线数n n：n=1n=1时用于联接时用于联接；n n1 1时用于传动；时用于传动；nn，但为便于制造，但为便于制造n4n4 牙形角牙形角：螺纹牙两侧面夹角。：螺纹牙两侧面夹角。1 1、螺纹的主要参数、螺纹的主要参数2 2、螺纹的类型、螺纹的类型右旋左旋螺纹位置：内螺纹螺纹位置：内螺纹螺母；外螺纹螺母；外螺纹螺钉。螺钉。旋向判定：旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。则为左旋，右边高则为右旋。螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹（常用）（常用）。思考：中径升角中径升角：导程导程s s：s=nps=np联接：效率低、自锁性好。联接：效率低、自锁性好。传动：效率高、自锁性差。传动：效率高、自锁性差。螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等30303 330306060三角形三角形梯形梯形锯齿形锯齿形矩形矩形单线，用于联接单线，用于联接双线或多线，常用于传动粗牙：一般情况下使用。粗牙：一般情况下使用。细牙：细牙：d d相同，相同，p p小，小，小，牙浅，自锁性好，但不小，牙浅，自锁性好，但不耐磨，易滑扣。耐磨，易滑扣。用于变载荷场合。用于变载荷场合。联接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。联接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。螺纹线数螺纹线数：单线（联接）；多线（传动）。：单线（联接）；多线（传动）。第二节 螺纹连接的类型与标准连接件一、主要类型（一、主要类型（注意各图的画法注意各图的画法）1 1、螺栓联接、螺栓联接受拉受拉普通螺栓普通螺栓普通螺栓：普通螺栓：无需在被联件上加工螺纹无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，用于孔，装拆方便，用于两被联件均不太两被联件均不太厚厚的场合。的场合。受剪受剪铰制孔螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓：铰制孔螺栓：除起联接作用外，除起联接作用外，还起还起定位定位作用。作用。普通螺栓：2 2、双头螺柱联接、双头螺柱联接 用于用于有一联接件较厚，并有一联接件较厚，并经常装拆经常装拆的场合，拆卸时只需的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。拧下螺母即可。3 3、螺钉联接、螺钉联接 用于用于有一联接件较厚，有一联接件较厚，且不需经常装拆且不需经常装拆的场合。的场合。4 4、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接 螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定两个零件的相互位置，并两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩可传递不大的力或力矩。特殊结构的螺纹连接。如：T型槽螺栓连接、吊环螺钉连接和地脚螺栓连接等。说明说明连接类型与标准件2二、标准螺纹连接件第二节 螺纹连接的类型与标准连接件 螺纹连接件的类型很多，在机械设备中常见的有螺栓、双头螺栓、螺钉、螺母和垫圈等。这类零件的结构型式和尺寸都已标准化，设计时应根据有关标准选用。一、拧紧目的一、拧紧目的受载之前受载之前拧紧螺母拧紧螺母 预紧力预紧力F F0 0预紧预紧联接的可靠性和紧密性联接的可靠性和紧密性联接的疲劳强度联接的疲劳强度联接的刚度联接的刚度防止被联接件间出现缝隙或发生相对位移防止被联接件间出现缝隙或发生相对位移二、拧紧力矩二、拧紧力矩T=T=？螺母支承面间的摩擦阻力矩螺母支承面间的摩擦阻力矩以螺母分析：以螺母分析：T=TT=T1 1+T+T2 2螺纹副间的摩擦力矩螺纹副间的摩擦力矩第三节 螺纹连接的预紧 预紧力和预紧力矩之间的关系：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限 ss的80%。三、预紧力的确定原则四、控制四、控制T T的方法的方法T F T F 拉断、滑扣拉断、滑扣TT不能满足工作要求不能满足工作要求控制控制T T的大小的大小一般情况凭经验，拧紧即可。一般情况凭经验，拧紧即可。方法方法：测量螺栓伸长量（大型螺栓联接）测量螺栓伸长量（大型螺栓联接）定力矩扳手定力矩扳手测力矩扳手冲击扳手 采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量的方法来适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。控制预紧力。测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量五、严格控制预紧力时dM12M16标准扳手长度L=15d，若拧紧力为F，则：T=FL=15dF=0.2F0d F0=75F若F=200N，则F0=15000N。小于M12，则易拉断。习 题1、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 。（1）三角形螺纹；（）三角形螺纹；（2）梯形螺纹；（）梯形螺纹；（3）锯齿形螺纹；（）锯齿形螺纹；（4）矩形螺纹；）矩形螺纹；2、在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是、在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是 。（1）三角形螺纹；（）三角形螺纹；（2）梯形螺纹；（）梯形螺纹；（3）锯齿形螺纹；（）锯齿形螺纹；（4）矩形螺纹；）矩形螺纹；3、当两个被联接件不太厚时，宜采用、当两个被联接件不太厚时，宜采用 。（1）双头螺柱联接；（）双头螺柱联接；（2）螺栓联接；（）螺栓联接；（3）螺钉联接；（）螺钉联接；（4）紧定螺钉联接；）紧定螺钉联接；4、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用 。（1）螺栓联接；（）螺栓联接；（2）螺钉联接；（）螺钉联接；（3）双头螺柱联接；（）双头螺柱联接；（4）紧定螺钉联接；）紧定螺钉联接；41235、当当两两个个被被联联接接件件之之一一太太厚厚，不不宜宜制制成成通通孔孔，且且联联接接不不需需要要经经常常拆拆装时，往往采用装时，往往采用 。（1）螺螺栓栓联联接接；（2）螺螺钉钉联联接接；（3）双双头头螺螺柱柱联联接接；（4）紧紧定螺钉联接；定螺钉联接；6、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如 。（1）增增加加拧拧紧紧力力；（2）增增加加扳扳手手力力臂臂；（3）使使用用测测力力矩矩扳扳手手或定力矩扳手；或定力矩扳手；7、螺纹联接预紧的目的之一是、螺纹联接预紧的目的之一是 。（1）增增强强联联接接的的可可靠靠性性和和紧紧密密性性；（2）增增加加被被联联接接件件的的刚刚性性；（3）减小螺栓的刚性；）减小螺栓的刚性；8、有有一一汽汽缸缸盖盖螺螺栓栓联联接接，若若汽汽缸缸内内气气体体压压力力在在02Mpa之之间间循循环环变变化，则螺栓中的应力变化规律为化，则螺栓中的应力变化规律为 。（1）对对称称循循环环变变应应力力；（2）脉脉动动循循环环变变应应力力；（3）非非对对称称循循环变应力；（环变应力；（4）非稳定循环变应力；）非稳定循环变应力；2313u 防松原理防松原理 消消除除（或或限限制制）螺螺纹纹副副之之间间的的相相对对转转动动，或或增增大大相相对对运运动动的难度。的难度。第四节 螺纹连接的防松u 防松目的防松目的 1 1、螺纹、螺纹000000000000000000000000000000000000000000000000联接按自锁条件设计：联接按自锁条件设计：v v。静载下不会自行松脱。静载下不会自行松脱。2 2、松动原因、松动原因松动温度变化较大时冲击、振动、变载荷下螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失对顶螺母对顶螺母按防松原理不同，分为三类：按防松原理不同，分为三类：a a）摩擦防松摩擦防松自锁螺母自锁螺母弹簧垫圈弹簧垫圈开口方向：开口方向：斜向右下方斜向右下方弹性增压弹性增压尖端抵住尖端抵住开口销与槽形螺母开口销与槽形螺母b b）机械防松（直接锁住）机械防松（直接锁住）止动垫圈止动垫圈正确正确不正确不正确注意注意金属丝穿入方向金属丝穿入方向串联金属丝串联金属丝c c）破坏螺纹副关系破坏螺纹副关系不可拆联接不可拆联接胶接胶接冲点冲点焊住焊住 以特殊技术使特殊的工程树以特殊技术使特殊的工程树脂材料永久粘附在螺牙上，利用脂材料永久粘附在螺牙上，利用工程树脂材料的反弹性，使螺栓工程树脂材料的反弹性，使螺栓和螺母在锁紧过程中通过挤压工和螺母在锁紧过程中通过挤压工程树脂材料产生强大的摩擦力，程树脂材料产生强大的摩擦力，达到对震动及冲击的绝对阻力，达到对震动及冲击的绝对阻力，彻底解决了螺丝的松动问题。彻底解决了螺丝的松动问题。防松紧固的新工艺防松紧固的新工艺:微型胶囊防松紧固加工工艺微型胶囊防松紧固加工工艺。当紧固件安装进去时，胶囊就会当紧固件安装进去时，胶囊就会破裂，产生化学反应使之凝固。但以破裂，产生化学反应使之凝固。但以前的这种加工需要较长的凝固时间，前的这种加工需要较长的凝固时间，而且保管时间也比较短，在使用方法而且保管时间也比较短，在使用方法与稳定上都给使用者带来很多不便。与稳定上都给使用者带来很多不便。PrecotePrecote作为一种化学毡合剂，作为一种化学毡合剂，他的主要特性就是环氧树脂与固化剂他的主要特性就是环氧树脂与固化剂各自独立包装在微型胶囊里。这种专各自独立包装在微型胶囊里。这种专利技术与只有一种成分的胶囊包装工利技术与只有一种成分的胶囊包装工艺相比，他的寿命更长。而且可以避艺相比，他的寿命更长。而且可以避免由于潮湿或溶剂反应而使之提前固免由于潮湿或溶剂反应而使之提前固化。化。4 4）结构防松）结构防松-唐氏螺纹防松唐氏螺纹防松 唐氏螺纹同时具有左旋和右旋螺纹的特点。由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退，导致紧固螺母无法松动。唐氏螺纹紧固件利用螺纹自身矛盾，以松动制约松动，起到“以毒攻毒”的效果。http:/ 成组使用，成组使用，应力均匀分布。，应力均匀分布。F0SPFmax=?螺栓组受力分析螺栓组受力分析求求Fmax;单个螺栓的受力分析单个螺栓的受力分析求求F2；1、受力分析、受力分析 2、应力分析、应力分析 3、失效分析、失效分析 4、材料选择、材料选择 5、计算准则、计算准则 6、主要参数计算：、主要参数计算：d查标准螺栓、螺母、垫片；查标准螺栓、螺母、垫片；7、结构设计、结构设计l（螺杆长度）（螺杆长度）根据被联接件的厚度；根据被联接件的厚度；一、螺栓联接的失效形式一、螺栓联接的失效形式 联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分的的塑性变形塑性变形和和螺杆的疲劳断裂螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓，其失效形式可能是对于受剪螺栓，其失效形式可能是螺栓杆被剪螺栓杆被剪断断或螺栓杆和孔壁的贴合面被或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃压溃。第五节 螺纹连接的强度计算二、螺栓联接的强度计算准则二、螺栓联接的强度计算准则 对于受拉螺栓，设计准则是保证螺栓的对于受拉螺栓，设计准则是保证螺栓的静力静力或或疲劳抗拉强度疲劳抗拉强度；对于受剪螺栓其设计准则是保证联接的对于受剪螺栓其设计准则是保证联接的挤压强挤压强度度和螺栓的和螺栓的抗剪强度抗剪强度，其中联接的挤压强度对联接，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。的可靠性起决定性作用。螺纹连接的强度计算1 螺栓连接的强度计算主要与连接的装配情况（预紧或不预紧）、外载荷的性质和材料性能等有关。螺栓连接强度计算的目的是根据强度条件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸均按标准选定。第五节 螺纹连接的强度计算 三、螺栓连接的强度计算三、螺栓连接的强度计算 螺纹连接的强度计算1松螺栓连接松螺栓连接强度计算强度计算紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接强度计算 1 1、仅受预紧力的紧螺栓连接仅受预紧力的紧螺栓连接 2 2、受轴向载荷的紧螺栓连接受轴向载荷的紧螺栓连接 3 3、承受工作剪力的紧螺栓连接承受工作剪力的紧螺栓连接 第五节 螺纹连接的强度计算1 1、仅受预紧力的紧螺栓连接、仅受预紧力的紧螺栓连接预紧力引起的拉应力：预紧力引起的拉应力：螺牙间的摩擦力矩引起的扭转剪螺牙间的摩擦力矩引起的扭转剪应力：应力：强度条件：强度条件：根据第四强度理论，根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的螺栓在预紧状态下的计算应力计算应力:当连接承受较大当连接承受较大的横向载荷的横向载荷F时，由时，由于要求于要求F0Ff（f=0.2），即），即F05F，因而需要大幅度地，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加，小螺栓直径的增加，可采用可采用减载措施。减载措施。解决问题解决问题：a)a)工作时螺栓总载荷，工作时螺栓总载荷，2=？b)b)保证安全可靠的工作，残余保证安全可靠的工作，残余预紧力预紧力F1=？工作特点工作特点：工作前拧紧，有：工作前拧紧，有预紧力预紧力F0；工作后加上；工作后加上工作载荷工作载荷F F，工作前、工作中载荷变化。，工作前、工作中载荷变化。2 2、受轴向载荷的紧螺栓连接、受轴向载荷的紧螺栓连接螺纹连接的强度计算3这时螺栓的总拉力为：这时螺栓的总拉力为：为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧力力F1存在，要求螺栓连接的预紧力存在，要求螺栓连接的预紧力F0为：为：静强度条件：静强度条件：式中式中F1为为残余预紧力残余预紧力，为保证连接的紧密性，为保证连接的紧密性，应使应使 F1 0，一般根据连接的性质确定，一般根据连接的性质确定F1的大小。的大小。式中：式中：为螺栓的相对刚度，其取值范围为为螺栓的相对刚度，其取值范围为 0 01 1。详细分析疲劳强度校核 螺纹连接的强度计算43 3、承受工作剪力的紧螺栓连接、承受工作剪力的紧螺栓连接 这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受剪切。螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：螺栓杆的剪切强度条件为：式中：F螺栓所受的工作剪力，单位为N；d0螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；Lmin螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm；设计时应使Lmin1.25d0 螺纹连接组的设计1 在设计螺栓组连接时，关键是连接的结构设计。在设计螺栓组连接时，关键是连接的结构设计。它是根据被连接件的结构和连接的用途，确定螺栓数它是根据被连接件的结构和连接的用途，确定螺栓数目和分布形式。目和分布形式。一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计 各螺栓之间的距离大小既要保证连接的可靠性又各螺栓之间的距离大小既要保证连接的可靠性又要考虑装拆方便，还应留有足够的扳手空间。要考虑装拆方便，还应留有足够的扳手空间。大多数机械中螺栓都是成组使用的。大多数机械中螺栓都是成组使用的。第六节 螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计1v为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证连接结合为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证连接结合面受力均匀，通常联接结合面的几何形状都设计成轴面受力均匀，通常联接结合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。对称的简单几何形状。v螺栓布置螺栓布置应使各螺栓的受力合理。应使各螺栓的受力合理。v螺栓的排列螺栓的排列应有合理的间距、边距。应有合理的间距、边距。v为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成在同一圆周上的螺栓数目取成4 4、6 6、8 8等偶数。等偶数。v避免螺栓承受附加的弯曲载荷避免螺栓承受附加的弯曲载荷。二、螺栓组连接的受力分析二、螺栓组连接的受力分析(一一)思路思路联接结构形式、外载荷类型联接结构形式、外载荷类型螺栓受力螺栓受力找出受载最大螺栓找出受载最大螺栓按单个螺栓联接的计算方法计算按单个螺栓联接的计算方法计算(二二)基本假定基本假定1 1、各螺栓刚度相同；、各螺栓刚度相同；2 2、各螺栓、各螺栓F F0相同；相同；3 3、变形在弹性范围内；、变形在弹性范围内；4 4、被联件为刚体；、被联件为刚体；(三三)四种典型受载情况时的受力分析四种典型受载情况时的受力分析螺纹连接组的设计2螺栓组受力分析的类型：螺栓组受力分析的类型：2、受转矩受转矩1 1、受横向载荷受横向载荷3、受轴向载荷受轴向载荷4、受倾覆力矩受倾覆力矩螺纹连接组的设计3a、受拉螺栓连接（图、受拉螺栓连接（图a）式中：式中：z z为螺栓数目。为螺栓数目。1 1、受横向载荷的螺栓组连接、受横向载荷的螺栓组连接或或 Ks为防滑系数，设计中可取为防滑系数，设计中可取Ks=1.11.3。b、受剪螺栓（图、受剪螺栓（图b）力闭合：受拉螺栓（由力闭合：受拉螺栓（由F F0在结合面产生的摩擦力承载）在结合面产生的摩擦力承载）（1 1）特点：横向载荷作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组对称中心。）特点：横向载荷作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组对称中心。形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）（2 2）承载方式：）承载方式：a、受拉螺栓连接（图、受拉螺栓连接（图a）力闭合：受拉螺栓（由力闭合：受拉螺栓（由F F0在结合面产生的摩擦力承载）在结合面产生的摩擦力承载）a、受拉螺栓连接（图、受拉螺栓连接（图a）力闭合：受拉螺栓（由力闭合：受拉螺栓（由F F0在结合面产生的摩擦力承载）在结合面产生的摩擦力承载）a、受拉螺栓连接（图、受拉螺栓连接（图a）力闭合：受拉螺栓（由力闭合：受拉螺栓（由F F0在结合面产生的摩擦力承载）在结合面产生的摩擦力承载）b、受剪螺栓（图、受剪螺栓（图b）形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）b、受剪螺栓（图、受剪螺栓（图b）形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）形闭合：受剪螺栓（靠杆的剪切与挤压承载）2 2、受转矩的螺栓组连接、受转矩的螺栓组连接特点：在转矩特点：在转矩T T作用下，底板有绕螺栓组形心轴线作用下，底板有绕螺栓组形心轴线O-OO-O旋转的趋势旋转的趋势。横向力横向力受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓摩擦力承载，各螺栓处产生摩擦力承载，各螺栓处产生的摩擦力相等的摩擦力相等F F0 0f f（1 1）受拉螺栓联接）受拉螺栓联接工作条件：（2 2）受剪螺栓联接）受剪螺栓联接靠剪切和挤压承载，各螺栓在靠剪切和挤压承载，各螺栓在T T作用下受横向力作用下受横向力F Fs s。问题：问题：F F1 1=F=F2 2=F=Fz z？即即F Fi i与与r ri i成正比：成正比：工作条件：工作条件：F F1 1r r1 1+F+F2 2r r2 2+F+Fz zr rz z=T=T变形协调条件变形协调条件：底板视为刚体，：底板视为刚体，r ri i剪切变形量剪切变形量FFi i代入工作条件中：代入工作条件中：或或螺纹连接组的设计53 3、受轴向载荷的螺栓组连接、受轴向载荷的螺栓组连接 螺栓还受螺栓还受F F0 0 FF2 2 特点：载荷与螺栓轴线平行，并通过螺栓组对称中心。特点：载荷与螺栓轴线平行，并通过螺栓组对称中心。各螺栓组平均受载：各螺栓组平均受载：工作条件：工作条件：F F1 1004 4、受翻转力矩、受翻转力矩M M（倾覆力矩）的螺栓组联接（倾覆力矩）的螺栓组联接特点：特点：在在M M作用下，底板有绕螺栓组形心轴翻转的趋势。作用下，底板有绕螺栓组形心轴翻转的趋势。作用作用M M前：各螺栓受相同前：各螺栓受相同F F0 0作用作用M M后：左侧：后：左侧：F F拉拉(不均匀不均匀)，右侧：右侧：F F压压(不均匀不均匀)F)F0 0 工作条件：工作条件：变形协调条件：变形协调条件：其它条件：其它条件：附加校核附加校核讨论：设计时，如何布置螺栓更合理？讨论：设计时，如何布置螺栓更合理？远离对称中心远离对称中心L Li iFFmaxmax左侧不出现缝隙左侧不出现缝隙右侧边缘不压溃右侧边缘不压溃螺纹连接组的设计7螺栓的总拉力：螺栓的总拉力：底板受倾覆力矩后，底板受倾覆力矩后，在轴线在轴线 O-O 左侧，螺栓与左侧，螺栓与地基的工作点分别移至地基的工作点分别移至B1 和和C1，两者作用在底板上两者作用在底板上的合力为的合力为F。在轴线在轴线O-O 右侧，螺栓与地基的工作点分别移至右侧，螺栓与地基的工作点分别移至B2 和和C2，两者作用在底板上的合力为两者作用在底板上的合力为 Fm 。在倾覆力矩作用前，在倾覆力矩作用前，螺栓和地基的工作点都处螺栓和地基的工作点都处于于A点。点。螺纹连接组的设计7 为防止结合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求：为防止结合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求：强度计算强度计算实际应用可转化为上述四种状态的不同组合：分别计算实际应用可转化为上述四种状态的不同组合：分别计算 横向载荷和旋转力矩横向载荷和旋转力矩轴向载荷和翻转力矩轴向载荷和翻转力矩习题：一、选择题8、承受预紧力F0的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F1，其螺栓所受的总拉力F2为 。（1）；（2）；（3）；（4）；9 承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺栓 3 。（1）受剪切作用；（2）受拉伸作用；（3）受剪切和拉伸作用；（4）既可能受剪切又可能受拉伸作用；2410、现有一单个螺栓联接，要求被联接件的结合面不分离，假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等，联接的预紧力为 F0，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力 F0 的大小相等时，则 。（1）被联接件发生分离，联结失效；（2）被联接件即将发生分离，联接不可靠；（3）联接可靠，但不能再继续加载；（4）联接可靠，只要螺栓强度足够，外载荷F还可继续增加到接近预紧力 F0 的两倍；11、在下列四种具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是 。（1）单线矩形螺纹；（2）单线梯形螺纹；（3）双线矩形螺纹；（4）双线锯齿形螺纹；12、被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠。来传递。（1）结合面之间的摩擦力；（2）螺栓的剪切和挤压；（3）螺栓的剪切和被联接件的挤压；43113、设计螺栓组联接时，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但对该组螺栓仍均采用相同的材料、直径和长度，这主要是为了 。（1）外形美观；（2）购买方便；（3）便于加工和安装；14、确定紧螺栓联接中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时，通常是按 来进行计算的。（1）第一强度理论；（2）第二强度理论；（3）第三强度理论；（4）第四强度理论；15、当采用铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到 作用。（1）弯曲和挤压；（2）拉伸和剪切；（3）剪切和挤压；（4）扭转和弯曲；343例题例题1 平行，均匀分布F 支架 吊环解：例题例题2 某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上，螺栓组由四个普通螺栓组成。吊 架F F Ml1l2l3l2解：找中心线，向中心简化，向联接中心平移。有两种基本外载荷：轴向力和倾覆力矩，在倾覆力矩作用下，一边受拉，另一边受力减小，力臂最大处，载荷最大。例例3 分析分析铰制孔螺栓制孔螺栓联接两个方案，接两个方案，哪个合理？哪个合理？(1)将将 P 向中心向中心简化化TP(2)单个螺栓的受个螺栓的受载由由P产生的横向载荷产生的横向载荷由由T产生的横向载荷产生的横向载荷PT(3)方案比方案比较力的合成力的合成方案一中，螺栓方案一中，螺栓1 1的合力的合力R1 最大最大方案二中，螺栓方案二中，螺栓1 1的合力的合力R2 最大最大方案一较合理方案一较合理 例题4 试分析图示电动机螺栓联接中受哪几种基本载荷？RVHHVMHVVMVHHT解：左、右翻，前、后翻。同时受横向、轴向、转矩和翻转力矩的作用。二、性能等级二、性能等级1、螺栓等：十个性能等级，如：3.6、4.6、4.8、性能等级材料性能如：6.8Bmin/100=6Bmin=600MPa10(smin/Bmin)=8smin=480MPa或smin=(68)10=480MPa低碳钢或中碳钢 第七节 螺纹连接件的材料与许用应力一、螺纹连接件一、螺纹连接件材料材料常用的螺纹连接件材料为Q215、Q235、35、45等碳素钢。当强度要求高时，还可采用合金钢，如15Cr、40Cr等。2、螺母：七个等级，与螺栓性能相配。（自学）螺纹连接件的材料与许用应力三、螺纹连接件三、螺纹连接件的许用应力的许用应力1螺纹连接件的许用拉应力2螺纹连接件的许用剪应力和许用挤压应力3螺纹连接件的安全系数螺纹连接件的安全系数（被连接件为钢）（被连接件为铸铁）第八节 提高螺纹连接强度的措施1、机理工作时，螺栓受拉，p螺母受压，p两者产生螺距差一、改善螺纹牙间受力分配一、改善螺纹牙间受力分配第一圈：p最大，受力最大第810圈后几乎不受力各圈受载不均第八节 提高螺纹连接强度的措施1、机理工作时，螺栓受拉，p螺母受压，p两者产生螺距差一、改善螺纹牙间受力分配一、改善螺纹牙间受力分配第一圈：p最大，受力最大第810圈后几乎不受力各圈受载不均 采用加高螺母不能 提高联接强度。2、办法采用受拉螺母（变形一致）减小螺栓螺母螺距变化差二、减小附加弯曲应力二、减小附加弯曲应力螺纹牙根弯曲应力 断裂螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。引起附加弯曲应力因素：措施：垫圈、凸台、沉孔等。思考：采用凸台、沉孔的目的？三、减轻应力集中三、减轻应力集中收尾：退刀槽；增大牙根处过渡圆角半径。四、降低应力幅四、降低应力幅a amax 一定时：a疲劳强度当F、F1不变时：cb 或 cm。措施：1）螺栓长度 2）光杆直径 3）采用柔性螺栓1、降低螺栓刚度c1 1 2小小 结结螺栓组受力分析轴向力横向力旋转力矩翻转力矩F=F/z受拉受剪受拉受剪受拉螺栓受变载：紧联接受F0和Fa影响疲劳强度单个螺栓强度计算受剪螺栓：松联接：仅受F0：受静载：F2=F+F1