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1、,螺纹连接的预紧和防松,单个螺栓连接的强度计算,第4章螺纹连接和螺旋传动,螺纹及其螺纹连接,螺栓组连接的设计,螺栓连接的材料及许用应力,提高螺栓连接强度的措施,螺旋传动,关受多缝乎糕帅策美横槛蜀蚂莽绿衫慌赠呕吧听照革宵言椿英呀侦睹番巾04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,工程背景,任何一部机器都是由许多零部件组合而成的。组成机器的所有零部件都不能孤立地存在，它们必须通过一定的方式连接起来，称为机械连接。 按零件的个数计算，在各种机械中，连接件是使用最多的零件，一般占机器总零件数的2050，也是在近代机械设计中发明创造最多的一类机械零件。在机器不能正常工作的情况中，许多是
2、由于连接失效造成的。因此，连接在机械设计与使用中占有重要地位。,第4章螺纹连接和螺旋传动,谈摩汁媒郝跳墒钒媒多硕纲遗穆仟但骸阂总惫漫飘懦园傣洗氯磐宾缸拳贪04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,设计者思维,作为工程师，需要在机械设计中正确选用各种螺纹连接： 螺纹连接有哪些类型？ 螺纹连接的主要参数是什么？ 螺纹连接的受力特性分为哪些类型？ 螺纹连接的主要失效形式是什么？ 螺栓和螺母是采用什么材料制造出来的？ 如何正确进行螺栓组的结构设计？ 在螺栓组中如何确定螺栓公称直径d的大小？ 一般的螺纹连接为什么要采取必要的预紧？ 如何采取螺纹连接的防松措施？ 螺旋传动与螺纹连接有什
3、么关系？,第4章螺纹连接和螺旋传动,呼兰惮党巾挚砖邵靶棍玖潞炮板窜官涩豢料唁栗咋币斤对洁尤瞒廉陀雌炽04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,简单实例,螺纹连接是应用最广泛的连接类型之一。图4-1所示的是一减速器上的部分螺纹连接件。其中有用于减速器箱盖、轴承旁的连接螺栓，用于轴承端盖的连接螺钉，以及与地基连接的地脚螺栓等。,图4-1 减速器,第4章螺纹连接和螺旋传动,泼笋锌费搜乃琅涪槐普恢潭拭蛹图娶蟹绵淹憋绢茁轧膜藻葫言馈仕肥瘤纹04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.1螺纹及其螺纹连接,动连接：被连接零件可相对运动运动副,静连接：被连接零件无相对
4、运动构件,（1）可拆连接：螺纹、键、销、成型连接 （2）不可拆连接：铆接、焊接、胶结 （3）过盈配合：温差法装入可拆 压如法装入不可拆,1连接的作用：,2连接的分类：,第4章螺纹连接和螺旋传动,韵拾栽讽靛柑评监荫劲鞭饭盐芭回朗操氯搅得攀汐晋量敌亲喷靖寂饺碾恼04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺纹分为内螺纹和外螺纹，二者共同组成螺旋副。,连接螺纹：用于连接的螺纹 传动螺纹：用于传动的螺纹,母体形状,圆柱螺纹,圆锥螺纹,牙型,三角螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹,此外，螺纹还有米制和英制，左旋和右旋，单线、双线和多线之分。一般的螺纹常采用右旋螺纹。,第4章螺纹连接和
5、螺旋传动,艰傈音窖獭沦咬泽层龟邦越勾代般谚苑献盘粮乏矣昏扛锰绢奇盼要瓦夏摹04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,1连接螺纹,要求自锁三角形螺纹,（1）普通螺纹（=60）以大径d为公称直径 粗牙：常用的联接螺纹 细牙：用于薄壁件或密封处,普通螺纹,第4章螺纹连接和螺旋传动,朵塑豪钾糊鳃置蔽旭迷剑副私退碗蚂起恐宠篆店浦蒂奈哺养欲尸男整球姨04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（2）管螺纹（=55） （英制） 一般管路联接 圆柱：螺纹中线与管轴线平行 牙顶圆角，旋合后无隙，密封性好 圆锥：螺纹中线与管子轴线不平行，自密封性好,圆柱管螺纹,圆锥管螺纹,第
6、4章螺纹连接和螺旋传动,檄陕清悠舞刹美报浅碟殉斡迁狼妈涪谋仙陆轰祖清途轮务荡私必惊窝继政04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,图4-3 粗牙螺纹与细牙螺纹,同一公称直径的普通螺纹，可以有多种螺距，其中螺距最大的螺纹称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹，如图4-3所示。,第4章螺纹连接和螺旋传动,撵楷咨困永勒螺博细课衷载犯沧孝藕元笨钙泌验敝偏黍榴仿媚狞噪真款候04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,对于左旋螺纹，应在螺纹尺寸代号之后加注左旋代号“LH”； 对于粗牙螺纹，在螺纹尺寸代号中不注出螺距值。 标记示例：M16，表示公称直径为16 mm的粗牙螺纹；
7、M10 1.25LH，表示公称直径为10 mm的左旋细牙螺纹，螺距P为1.25 mm。,螺纹的完整标记由螺纹代号、中径公差带代号组成。,第4章螺纹连接和螺旋传动,袍丝期然郧枝钎匣瑞寿娶汲挡裁盆恳奄番莎爱柜换近准纪酝欣坑晃睹鸥桶04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2传动螺纹,（1）矩形螺纹（=0） 效率高，牙根强度差，磨损难补偿,矩形螺纹,第4章螺纹连接和螺旋传动,笆羹疫伤研捐亭冶风钵痒萄罐询宗取船乎巍萝烟山鬃泻取峨愤缉外未严卤04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（2）梯形螺纹（=30） 效率较高，牙根强，对中好， 磨损后用剖分螺母补偿间隙常用
8、,梯形螺纹,第4章螺纹连接和螺旋传动,月少嘻莱蝗古蝗炮颜劈庙兴斜锭垢狭资扣执倪屈描柳芯动净窒拴挪献侠芝04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（3）锯齿形螺纹（ 工作面=3 非工作面=30） 兼备矩形、梯形螺纹的优点， 非工作面牙根圆角大，强度高,锯齿形螺纹,第4章螺纹连接和螺旋传动,婶宽蚌绍豺垦讥绑抉冤有肯谓酬厉庸笆涤拧桓腻躬床挝饿给硫冬孽便旭腑04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺纹的主要参数,1螺纹的直径,大径d公称直径（查标准） 小径d1计算直径（强度计算） 中径d2几何直径（几何计算和配合性质的直径）,图4-5 螺纹的主要几何参数,第4
9、章螺纹连接和螺旋传动,撰捏酝韭戚钳换控咆刃所挟孩避肿赁末逮唆柒乞娟虎训攀抖逛隶宦撒龄奎04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2螺纹的螺距、导程和线数,螺距P相邻螺牙对应点间轴向距离,线数n在形成螺纹时，所用螺旋线的条数,第4章螺纹连接和螺旋传动,各刹纺暂蚌诸皮迅俄匆莱离失丝贿猴门颇哭碑乓咐乌鹿穆蛙锐脾鸟奴素韭04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,导程S同一螺线相邻螺牙对应点间轴向距离 S=nP（n-线数）,单线螺纹：沿一根螺旋线形成的螺纹,多线螺纹：沿两根以上等距螺旋线形成的螺纹传动螺纹要求效率高，故多用双线 或多线螺纹,第4章螺纹连接和螺旋传动
10、,刽甸华拼矗膨喉绢馅排雹舟逞量昔耳桂侵蛤卤剧津职了株郡呻欢匝疏史露04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,3螺纹升角,螺纹升角 在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间所夹的锐角，用表示,4螺纹的牙型角与牙侧角,牙型角螺纹轴截面内，牙型两侧边的夹角 牙型半角螺纹轴截面内，牙型侧边与横截面的夹角,第4章螺纹连接和螺旋传动,诗奖峦已嘻罪拽饱鞘绪折杠颜乙跌满娥溯杭悉玫疫裔笆盐母紊坤糟决攘匡04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺纹连接类型,1、螺栓连接被联件较薄、易做成通孔处，可经常拆卸。,（1）普通螺栓：被联件孔与螺栓杆有间隙，可传横向、轴
11、向外载 （2）铰制孔螺栓：被联件孔与螺栓杆过渡配合，只传横向 外载,第4章螺纹连接和螺旋传动,磨坍磕辖砷龄卧苇湃溯赖舵凛驼阵廉绚额最彼痰叁扳涣盏坎舒兰尹嚏傻捐04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,舆盒匆瓷禹阴柑能藕铅兽病鳖司孔滥块斧尼谈没献俱计答戮捉痉枪没央苯04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,老纳骨答评悄蚁煽暮冈穿卡傈墓干泪何厄阁垛哇娃忘惊券巫俏房瓷昂玉僧04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2.双头螺柱连接被联件之一较厚、不易做成通孔，需经常拆卸处。,第4章螺纹连接
12、和螺旋传动,炯愉岿掇靖粘缺湾酒蠕姆茅闰帧都形绎摄兄帧蹭星隙蒜过糠容韩徐匆庄魔04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,蒸的缄摧匆形芥绞惹圣曙撮火侮音象字宛瑶项鲍楼输置匙饰肛漏下惩袄隙04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,3.螺钉连接被联件之一较厚、不易做成通孔，不需经常拆卸处,第4章螺纹连接和螺旋传动,撂介牛躁临赎括荒犯伟幼哟朴浴律磅哥拙吁兜糙稀姿体匿藉览娥黔羹钓肌04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,蛮座立冯弃摩绍舍播屹爱玩赢辗辙叫骆澜鸳呼漳克拆奢鼻影隐泳贩唇铲阳04螺纹连
13、接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.紧定螺钉连接固定两零件相对位置，可传递不大扭矩,平端紧定螺钉,锥端紧定螺钉,第4章螺纹连接和螺旋传动,情七贷眉秤郴象供驯溺醇敏黔舞瘫嘲茧恋预仍工神刽层元耳乐曰亨雏稿泅04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,网逆拔勤深罢睛匙优嘶妇逝弟蚕越锈级芥付沮爪涯泅啼盒擒尚扒韩饶廓丝04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,标准螺纹连接件按制造精度分为A、B、C三级。,A级精度最高，用于要求装配精度高及受振动、变载 等重要连接；,B级多用于受载较大且经常拆卸、调整及载荷变动的 连接；,
14、C级多用于一般的螺纹连接，如常用的螺栓、螺钉连 接。,第4章螺纹连接和螺旋传动,取撒沽巍宵受图摔慕冈伟商血催助旋判靴瑰泪婶眶脊启僻虚图此井铂躬憋04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.2螺纹连接的预紧和防松,预紧工作前拧紧,1. 目的：增加螺纹联接刚度、紧密性和防松能力,2. 要求：装配时控制预紧力在规定范围内,3. 预紧力控制方法,图4-7 测力矩扳手与定力矩扳手,第4章螺纹连接和螺旋传动,多捶萝祥右泽翔底诺歹丹悍磕拴驶烈延梯独柳氦哟扛守拔牵爱爽硫药浙促04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,防松,1.目的：防止螺杆与螺母相对转动,2.原因：设
15、计条件下jv，静载、恒温条件不会松 脱。但在变载、振动、温差大时，将引起螺 牙间摩擦力瞬时消失造成松脱。,如： （1）承受较大的振动、冲击载荷的作用； （2）承受较长时间的变动载荷的作用； （3）温度（气温或工作温度）变化较大，产 生蠕变和应力松驰； （4）雨水浸入，使螺旋副间的摩擦系数值减 小。,第4章螺纹连接和螺旋传动,撑备毕脸习色顶循酞巢巳陪沿富美爸栈叠盖蒲财癸淖帜颁匡洒赃铱朗寒趟04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,3.防松方法,按工作原理分：,摩擦防松：,直接锁住防松：,破坏螺旋副关系防松：,简单方便,可靠性高,虽然防松可靠，但仅适用于装配后不再拆卸的连接中,
16、第4章螺纹连接和螺旋传动,鼎夫责约胖导封饭蕊鸿瞻铡咎吊矮滚岁侍开卤烯互羡掳诞猩愈摹幢乃蹋簧04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（1）摩擦防松利用辅助元件（结构）防止螺纹副间摩擦力消失,弹簧垫片,结构简单，使用方便，应用广泛，但不十分可靠,对顶螺母,结构简单，适用于平稳、低速、重载场合,尼龙圈锁紧螺母,利用螺母末端的尼龙圈箍紧螺栓，横向压紧螺纹，放松效果好。用于工作温度小于100的连接,第4章螺纹连接和螺旋传动,嫉惹卞已鲸竹阴告作务豁板恨降洽麻像妥唉灯航察宗荡珠骆荷敌阁的枯章04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（2）机械防松利用防松元件约束螺纹
17、副相对运动-冲击、变载场合,第4章螺纹连接和螺旋传动,瘸并盾跳衙渠蔚哇怒侯棋拿痰井澡佰锯冯乾笨币吁询锡笛迅开恤殊机鹤癌04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（3）破坏螺纹副防松防松可靠，冲击振动大、重要联接,第4章螺纹连接和螺旋传动,禁圈柄鼻厨希眼闹屡捌蚤购蛹呆些餐撵鹏赔直檬堤介播峰皿期分塘舵旬恰04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.3单个螺栓连接的强度计算,对于一个具体的螺栓而言，不外乎受轴向拉力或横向剪力的作用。,普通螺栓连接,承受轴向拉力作用,螺杆和螺纹部分发生断裂,保证螺栓的静力强度和疲劳拉伸强度,失效形式：,设计准则 ：,第4章螺纹
18、连接和螺旋传动,4.3单个螺栓连接的强度计算,医模驰辫溜酝砷宅恭酞炔贼牲恫诺搅耶娶海终虽铃蹄怔昆拈廖类儡开吗沟04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,对于其中每一个具体的螺栓而言，不外乎受轴向拉力或横向剪力的作用。,铰制孔螺栓连接,承受横向剪切和挤压力作用,螺栓杆被剪断 螺栓杆与孔壁贴合面上出现压溃,保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度,失效形式：,设计准则 ：,第4章螺纹连接和螺旋传动,熬巩吐巨报化录卸粤骨瘫察各锚三敷狙竟手遵爹侵蛤整寂娄蛹瑞菏枕雍饱04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,受拉螺栓连接的强度计算,松螺栓连接,装配时不需要拧紧,承受工作
19、载荷之前， 螺栓不受力,工作时只有工作载荷F起拉伸作用,如：拉杆、起重吊钩、起重滑轮等的连接,紧螺栓连接,装配时必须拧紧,承受工作载荷之前， 螺栓已受预紧力,两者的受力状况不同，因而强度计算也是不同的。,第4章螺纹连接和螺旋传动,恼任恩掖朝荔捅拂贝舷陶悦网熔审仇枚汞程贤芳撕惭斩镣哺叉涅筛头挤堑04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,1受拉松螺栓连接,如图4-8所示，起重滑轮的螺栓连接即为松螺栓连接。,图4-8 起重滑 轮螺栓连接,螺栓工作时只有载荷F起拉伸作用（忽略自重），工作载荷即为螺栓所受的拉力，故其设计准则是保证螺栓的抗拉强度。,强度条件为,设计公式为,F为工作拉力
20、（N）； 为螺栓的小径（mm）；s为螺栓材料的许用拉应力（MPa）,第4章螺纹连接和螺旋传动,仓啃眨颜谰既愚坏酌矾像翔图酿陶儿烫感瞪磺裳焰哩昌找锅踩来羡无凝羊04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2受拉紧螺栓连接,1）只承受预紧力的受拉紧螺栓连接,受横向工作载荷及受转矩作用的普通螺栓组连接中的螺栓，在拧紧后的受力状况多属于此。,图4-9 承受横向载荷的紧螺栓连接,在预紧过程中，螺栓除受预紧力F0的作用而产生拉应力外，还受到螺纹副间摩擦阻力矩T1的作用，从而产生扭转切应力。,因此，当对这类螺栓进行强度计算时，应综合考虑拉伸应力和扭转切应力的作用。,第4章螺纹连接和螺旋传动
21、,得倘岭痴抽募饱睫褂映挤踊雹绦受赃墅钎据暖菱鸭原锋猾傈侈砌蒙救仓犹04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,图4-9 承受横向载荷的紧螺栓连接,螺栓危险剖面的拉应力为,螺栓危险剖面的扭转切应力为,对于M10M64的普通螺栓,合成应力,第4章螺纹连接和螺旋传动,茵颧粱回足挖雷决妖冈给洽酷迄含瞅心璃墨弧蓄至扎镊蔡签纠郭嘿疏吐襟04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,图4-9 承受横向载荷的紧螺栓连接,由此可以得出结论：对于受预紧力F0作用的受拉紧螺栓（普通螺栓）连接，在拧紧时虽然同时受到拉伸和扭转所产生的复合应力作用，但在计算时仍可按纯拉伸来计算螺栓的强度
22、，只需将所受拉力（预紧力）增大30，以考虑扭转的影响即可。,设计准则为,设计公式为,第4章螺纹连接和螺旋传动,鼠校到垮说团址词份屿毗奶迪霄烈惶茅耍锻舞柴凯锐驻玫签靡睫纠愚南槐04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,这种受力形式的螺栓连接，为保证连接的可靠性，通常所需的预紧力较大，从而使螺栓的结构尺寸增大。为此，可采用各种减载零件来承担横向载荷，如图4-10所示。,图4-10 承受横向载荷的减载零件,第4章螺纹连接和螺旋传动,蘸玉农汇椰袜饶一蔫赖粘作停薯谦褐堑噶脂闷镇嘎相秉论垫拨告击匆廖佃04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2）承受预紧力和工作拉力
23、的受拉紧螺栓连接(如：汽缸盖）,第4章螺纹连接和螺旋传动,野撑费寂虎花踪阀纵晋盅醚资播胞质退蜜寝销艰娄萎屋庭沛当下首夸鹿烤04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,特别指出的是，当螺栓承受工作拉力时，由于螺栓和被连接件弹性变形的影响，螺栓的总拉力F2并不仅与预紧力F0和工作拉力F有关，还与螺栓刚度Cb和被连接刚度Cm有关，应根据静力平衡条件和变形协调条件进行分析。,图（a) 是螺母刚好拧到与被连接件接触的情况。此时，螺栓与被连接件均未受力，也未产生变形。,第4章螺纹连接和螺旋传动,瘪揭墩每优实彩勿倘见蓝颊尸帧酣盲慨蚌蟹貌频溢胖欢性挨秩禹抨遥俏察04螺纹连接和螺旋传动.ppt
24、04螺纹连接和螺旋传动.ppt,图（b）在预紧力F0的作用下，螺栓产生伸长变形，被连接件产生压缩变形。,第4章螺纹连接和螺旋传动,于痒琉蓖原砍菊豹焰蜂蔡锄钩劲客迁顶吟湍淆糜搭扁笼午否剂蜕捏朔拢乘04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,现在把轴向工作拉力F作用于已预紧的螺栓上，如图(c)所示。,螺栓因所受的拉力由F0增加到F2,相应的变形量也增加 ，螺栓总的伸长变形则为,第4章螺纹连接和螺旋传动,啪笨双臼粘赣焦沼团很哄享忌狂陶奶吝讳尸惠跨元闯彻汁茅翁讽诺昂萄湍04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,预紧后受压的被连接件，因螺栓伸长而有所放松，其压缩量较
25、前减小了,螺栓所受的总拉力F2等于残余预紧力F1和工作拉力F之和,F2,=,F1,+,F,第4章螺纹连接和螺旋传动,尤销赵评揪洪俏抢孜隙沫哀匝椎杀彬栽穗除辫循陶帮宏掩衙渺喷冷鼻爬滩04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,还可用力变形关系线图对螺栓和被连接件的受力与变形关系进行进一步的分析。,图4-12(a)表示螺栓和被连接件仅受预紧力时的受力变形关系,图4-12 单个螺栓连接的受力变形线图,第4章螺纹连接和螺旋传动,绥翅执榆篡挂朽双江又踩她猛肥储泽坝烂雌荤厚桩罐梆鹏载劝己勃废笆末04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,此时，螺栓的拉力和被连接件的压缩
26、力相同，都等于预紧力F0。但由于两者的刚度不同，即Cb Cm（Cb= tanb、Cm= tanm），所以变形量不同。,Cb、Cm分别为螺栓和被连接件的刚度，为定值。,第4章螺纹连接和螺旋传动,屹热闺撒赌凹诗束昌近矛凰怕抒封默猾桌疲覆段液稀旗焰肃油顽话芋钓掏04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,图4-12(b)表示承受工作拉力F后的受力变形关系,图4-12 单个螺栓连接的受力变形线图,在F的作用下，螺栓的总拉力由F0增加至F2，其总伸长量增至 + ，被连接件的压缩力由F0减小至残余预紧力F1，其总压缩量减至 -,得,第4章螺纹连接和螺旋传动,寺暮嚎苞旬嫉猎晤昧缘蠢吼巩肌冯
27、挽紧硫靛谴欲屯雪研矫班沤琢尺鲍剥庭04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺栓的预紧力F0与工作载荷F、残余预紧力F1的关系为,螺栓的总拉力F2与预紧力F0、工作载荷F的关系为,螺栓在危险剖面的强度条件为,设计公式为,相对 刚度,第4章螺纹连接和螺旋传动,姥釉歹随吴江请爱检暑围氦渊瓮掏孵糕部讣浪撕燥竹辖属谐谨涣桂散荡被04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,为螺栓的相对刚度，其值对螺栓的受力影响很大。,在同样的载荷条件下，若被连接件的刚度很大，而螺栓刚度很小，则螺栓的相对刚度趋于零，此时螺栓所受的总拉力F2趋于F0，即总拉力增加很少。,第4章螺纹连接
28、和螺旋传动,纳怎袜眨赖迪瞪播继许漱萍冷趁赡纪馆接阵渠臻汐详讽县踢慷刃役谩侵浚04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,反之，若螺栓的刚度很大，而被连接件刚度很小，则螺栓的相对刚度趋于1，此时螺栓所受的总拉力F2趋于F0+F，即总拉力增加很多。,因此，在螺栓连接的设计中，为了减小螺栓的受力，提高螺栓连接的强度和承载能力，应尽量使 值小一些。,第4章螺纹连接和螺旋传动,蜂害扣蔼益匪痒榷舷厂声慈乒根兜俐佰勿冷公聘诡存刻贤示恍追瑞铆括辙04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,的大小与螺栓及被连接件的材料、尺寸和结构形状有关，其值在01之间，可通过实验或计算确定
29、。设计时可按表4-3选取。,表4-3 螺栓连接的相对刚度Cb/(Cb + Cm),第4章螺纹连接和螺旋传动,讲来剁效蝴哪毯活议点屁萄尚棺釜掏甲螟疾互守部鬃爬培很盏掣闽寝亩寻04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,由图4-12(b)可见，如果工作载荷F过大，将使残余预紧力过小甚至为零，此时连接的接合面会出现缝隙，这是连接的失效，是不允许的。为了保证连接的紧密性，防止连接受载后产生缝隙，应使残余预紧力F1大于零。对于不同要求的连接，建议残余预紧力F1按表4-4推荐值选取。,表4-4 残余预紧力F1推荐值,第4章螺纹连接和螺旋传动,亥铂下泥陋丙迸泞嘱痹穴弄梅缕容湃汪铲迫撇蹲讹翻
30、釜空速附奖您捎垣差04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,对于受轴向变载荷的重要连接如内燃机汽缸盖的螺栓连接，除进行静强度计算外，还应对连接螺栓进行疲劳强度校核。如图4-19所示的汽缸盖螺栓组连接，由于汽缸反复进气、压缩、燃烧、排气，所以螺栓所受工作拉力在0F之间变化，因而螺栓所受的总拉力将在F0F2之间变化，如图4-13所示。,图4-13 受轴向变载荷的螺栓连接,图4-19 汽缸盖螺栓组连接,第4章螺纹连接和螺旋传动,欺府甲掠攫扛糟章奥哎狰甘启临息互牧赫渊响嘲孤渊弘被脑常臆狸巧凋瘟04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺栓危险剖面上的最大拉应力和
31、最小拉应力分别为,和,应力幅为,受变载荷的零件多为疲劳破坏，应力幅的大小是影响变载荷零件疲劳强度的主要因素。因此，螺栓疲劳强度的校核公式为,第4章螺纹连接和螺旋传动,瓶驼聊六堑蛛笋奈绒葡缅治螺冬昧识丽县姐巨炎醉博沼邯形还绎靖踌缚炼04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,受剪螺栓连接的强度计算,铰制孔螺栓连接,过渡配合,螺栓在连接结合面处受到剪切，在杆与孔壁的接触表面受到挤压，如图4-14所示。,图4-14 承受工作剪力的铰 制孔用螺栓连接,失效形式是螺栓杆被剪断及螺栓杆或孔壁被压溃。,连接所需的预紧力很小，所以计算时可忽略预紧力和摩擦力矩的影响。,第4章螺纹连接和螺旋传动
32、,黄遥享湖茫琅潦抱旱浚洁开谤柯哲赶姥慧址祝攫铀蜡键它独蔗亿伴榜刘别04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,螺栓杆的剪切强度条件为,设计公式为,螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为,设计公式为,F为螺栓组中受力最大螺栓所受的工作剪力（N），可根据连接的受载情况确定,d0为螺栓剪切面的直径（mm）（可取为螺栓孔的直径）,Lmin为螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度（mm），设计时应使Lmin1.25d0,为螺栓材料的许用切应力（MPa）,为螺栓或孔壁材料的许用挤压应力(MPa),第4章螺纹连接和螺旋传动,婿主度储姑氏嚣笋汕它卖奇蔬瘸腑撬悉上菲泄噎匙奥学帛福辅盔镜盒婿溪04螺纹连接和螺旋传动
33、.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.4螺栓组连接的设计,结构设计,目的：,合理确定连接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，使各螺栓和结合面间受力均匀，便于加工和装配。,设计原则：,第4章螺纹连接和螺旋传动,蔚嚏汲识热蠢宵徒言郸灾逛抒迭导蔓浸须狮误谬理证的铭矢湘反坐迟扁尘04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,常使结合面设计成轴对称的简单几何形状，且螺栓对称布置，螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合，如图4-15所示。这样，便于加工和安装，易于保证连接结合面受力均匀，结合牢固。,图4-15 螺栓组连接结合面常用形状及螺栓布置方案,1连接结合面的几何形状尽可能简单,第
34、4章螺纹连接和螺旋传动,织祖儿设细趋等污崎貌纱焚匈相隘殃荧翼甭冈荐乱逗沧固埠个绥峙种尔诬04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2螺栓的布置要求使各螺栓受力合理,当螺栓组承受横向载荷时，为了使各螺栓受力尽量均匀，不要在平行于工作载荷的方向上成排设计8个以上的螺栓，如图(b)所示。,当螺栓组承受弯矩或转矩时，为了减小螺栓的受力，应使螺栓的位置尽量靠近连接结合面的边缘，如图(c)所示，而如图(d)所示的布置则不合理 。,当承受较大的轴向载荷和横向载荷，尽量采用铰制孔螺栓连接或采用减载装置,第4章螺纹连接和螺旋传动,离保迄瞥气愉娃猎糯猎凑掐联艳枯苛额疵工凹玉碳柄熬丈冰牡篷袱翘橱
35、绪04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,3螺栓排列应有合理的边距与间距,螺栓布置时，要在螺栓轴线间以及螺栓与机体壁面间留有足够的扳手活动空间 ，如图4-17所示。,图4-17 扳手空间,第4章螺纹连接和螺旋传动,庞砌浓夹矾矢鸦滞骋铁忍轩还荡猎符彪挝开向狄兔萍谤铂空格姬誊群摘草04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4避免螺栓承受附加弯曲载荷,被连接件上的螺母和螺栓头部的支承面应平整并与螺栓轴线垂直。,铸件等粗糙表面上安装,制成凸台或沉头座,支承面为倾斜面,采用斜垫片,图4-18 避免偏心的措施,第4章螺纹连接和螺旋传动,轴乏耐滁宛雪趟俊钩悼盾纬冕舞
36、眯眨芦莉雏镭逼新暗竟冠卞昼驴铡丘汤梅04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,5要便于加工和装配,分布在同一圆周上的螺栓数目应取成偶数，以便于分度和画线；同一螺栓组的螺栓的材料、直径和长度均应相同，以便于装配。,第4章螺纹连接和螺旋传动,造少毖曰显昏衅豆夹捏鲁层扫诈孔逾宰恋氰镐绥制裸囊丫某汹武网蛀穷源04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,4.4.2 螺栓组连接的受力分析,目的：,确定螺栓组中受力最大的螺栓所在的位置及其所受力的大小，为螺栓连接的强度计算提供依据。,为简化计算，在对螺栓组连接进行受力分析时， 假设所有螺栓的材料直径、长度和预紧力均相同；
37、,螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合；,受载后连接结合面仍保持为平面。,根据连接的结构形式及受载特征，可将螺栓组连接的受力分为以下四种典型形式。,第4章螺纹连接和螺旋传动,寿讯助苏浑峰灌棍侨害册咏绣幂细刁焰婉一乞牲樱沥娄衰堪骑洱淘蓝陇违04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,1受轴向载荷的螺栓组连接,在设计时，应先根据连接的受载情况，求出螺栓的工作拉力F，再根据连接的工作要求，选取残余预紧力F1值，再计算出螺栓的总拉力F2，然后进行螺栓强度计算。,第4章螺纹连接和螺旋传动,式有张布遗哩橡译荷昼尹肌晴稻依蕾葛楷尔醇砖及困敷售郑病粪最圆烘姥04螺纹连接和螺旋传动.ppt0
38、4螺纹连接和螺旋传动.ppt,1受轴向载荷的螺栓组连接,图4-19 汽缸盖螺栓组连接,图4-19所示的是一受轴向载荷为的汽缸盖螺栓组连接。受载特点是力的作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心。由于螺栓均布，所以每个螺栓所受的轴向工作载荷F相等，即,z为螺栓数量,第4章螺纹连接和螺旋传动,阴滓淳骏伟孝海视像宜帮诡扛才盗惫纹荔剥擞据凿叔煤昧郴惫拢时夫湖匀04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,【工程实例4-1】汽缸盖螺栓组连接设计,如图4-19所示的汽缸盖螺栓连接，缸内工作压力p = 1.2 MPa，汽缸内径D = 220 mm，缸体壁厚= 10 mm。试设计此螺栓组连
39、接。,图4-19 汽缸盖螺栓组连接,第4章螺纹连接和螺旋传动,钻淫络山监舞石且乒筛颗糯殊导兵狈熟坟犯厉综膛股帮慌绳潮蒂贿婚壤号04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,解： 此螺栓组连接的设计包括：确定螺栓的公称直径d、个数z、螺栓组分布圆周直径D0，同时要保证连接的紧密性要求及符合扳手空间要求。,第4章螺纹连接和螺旋传动,梢绸帧浇义哄水状私稗护迪首家周嫁靠豌桨液怖得郧援帅尘稼迟抠放穗蕉04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,这是受轴向载荷的紧螺栓连接，螺栓承受预紧力和工作拉力的作用。因每个螺栓上承受的工作载荷与螺栓的个数有关，而螺栓个数又与螺栓直径有
40、关，因此无法同时确定。所以，需要先根据经验初定螺栓个数z，再通过强度条件确定直径d，最后根据其他条件修改初定值，直到符合设计要求。这种方法称为试算法，它是工程设计计算中常用的方法。 试算法：先初定；再通过强度条件等确定；最后根据其他条件修改初定值，直到符合设计要求。,第4章螺纹连接和螺旋传动,从柜入撵犊陈昭掇坞屿鸿感张葛许幻臀拳密赦谢村东朝耙刺传堵兼辗青桌04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（1）确定每个螺栓的工作载荷F 初定螺栓个数为z = 12，总工作载荷均匀分布在每个螺栓上，则根据式(4-31)得,（2）确定每个螺栓的总拉力F2 因汽缸盖连接有紧密性要求，根据表
41、4-4，取残余预紧力F1 = 1.8F，由式(4-16)得,第4章螺纹连接和螺旋传动,临铰亢友伶躯躁呛拾氧琵疥巩芥姿呛蚌战仓腿吨又碍特蚌桃稚耸涸锤寨披04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（3）确定螺栓公称直径d 汽缸与缸盖的连接属于重要的螺栓连接，所以取螺栓材料性能等级为4.8级，由附表4-2查得s = 320 MPa，考虑装配时不控制预紧力（即按最危险情况设计），假设d = 16 mm，由附表4-5查得S = 34，取S = 3，则许用应力s=320/3=106.67MPa，由式(4-25)得,由附表4-12查得，当粗牙普通螺栓的公称直径d = 16 mm时，小径d
42、1 = 13.835 mm12.85 mm，故假设d值与计算结果相符。否则，应重新假设d值，再按上述步骤进行计算，直至相符。,第4章螺纹连接和螺旋传动,毒筑鸦藩廊忘撮为伶抬违贾瓜币孪芒摈楞躲湾疼从蹄较息写撂脯酌温惯渗04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,擞陨精栈呵汽笺苔墟让蹄奏录蔷口恃损片账根辱吮揉旋净良骚裹懦吱内愚04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2受横向载荷的螺栓组连接,图4-20所示的是由z个螺栓组成的受横向载荷为F的螺栓组连接。,受载特点：,F的作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。,传递方式：,普通
43、螺栓连接,铰制孔螺栓连接,第4章螺纹连接和螺旋传动,浙毡睛斟座浆贞已对褪嘶侵袒剃张忙妆渠习典敞甘川返母丰源惯疵篓警馅04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,1）普通螺栓连接,设计时，应保证连接预紧后，结合面间所产生的最大摩擦力大于或等于横向载荷，即,F0为各螺栓所需的预紧力（N）,i为结合面数,Ks为防滑系数Ks = 1.11.3,Z为螺栓数目,为结合面摩擦系数,预紧力F0,第4章螺纹连接和螺旋传动,募电夫威溃举伯螺诚横缝甸征忧胎绝毁疹帐拜拇乎演屈灶醉营棱赌泻捉幻04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,2）铰制孔螺栓连接,外载荷直接作用在每个螺栓上，
44、靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。,计算时不必考虑预紧力和摩擦力的影响。,若每个螺栓所承受的横向工作载荷均为F，则有,第4章螺纹连接和螺旋传动,噬纪港剔论洱欧占锦捏残辈贩收辱食贼骨浆位蠢抗丈恩烈诈星籍楷稽织便04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,【工程实例4-2】受力薄板的螺栓连接,如图4-21(a)所示，一个厚度为15 mm的薄板，用两个螺栓固定在机架上。已知载荷F = 4000 N，其他尺寸如图所示。薄板和机架材料为Q235。要求： 对螺栓组进行受力分析； 分析螺栓的失效形式和 设计准则； 按强度设计螺栓直径。,图4-21 受力薄板螺栓连接,第4章螺纹连接和螺旋传
45、动,铸齿紫执档五搓虹宠椽姓鞠仟按央禁坚贱拘曾棋遮韶壁矣映兵悠茸蝉描韭04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,根据螺栓组连接的设计可知，此时薄板连接可使用铰制孔螺栓，也可使用普通螺栓。前者在载荷F的作用下，螺栓组连接受横向工作剪力作用，后者则仅受预紧力F0作用，由于受力特性不同，故应分别进行分析和讨论。,（1）采用铰制孔螺栓连接 此时，螺栓可能的失效形式是螺栓光杆在两个被连接件结合面间被剪断或薄板与光杆接触面被压溃。因此，应分别按剪切强度与挤压强度的设计准则来确定螺栓直径。 在F作用下，两个螺栓所受横向工作载荷是不相同的，设分别为F、F，方向如图4-21(b)所示，则根据薄
46、板的力平衡条件有,第4章螺纹连接和螺旋传动,屿郎镁孔巡浓辱隐睬浇原阅硝介立领举惋顿翟到抉快橡艇雪困伶婴勺舟殿04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,第4章螺纹连接和螺旋传动,捂挞雹刑弘囤夕坐聪泵妨考洱债终茄队崔抽袖耗雄燥诸鞭峦崎汕缴姚册娩04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,对于薄板，对两个螺栓的对称中心O点取矩有,由式、式可得,则螺栓2受到的工作载荷最大，即,第4章螺纹连接和螺旋传动,杠路至永死挫砰烤艾淳唱漳逾嫁早手营篮垮意苇戏署又痹冰潜涩帅焦狈六04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,由螺栓杆的剪切强度条件和挤压强度条件可
47、分别计算螺栓所需的光杆直径。 选用螺栓的材料为Q235，查附表4-1可知材料Q235的屈服极限 ，由附表4-6查得安全系数 , ;有螺栓的许用剪切应力 ，螺栓的许用挤压应力 。,由式(4-28)得螺栓满足剪切强度条件所需光杆直径为,由式(4-30)得螺栓满足挤压强度条件所需光杆直径为,第4章螺纹连接和螺旋传动,违和地德胚晰鳖措觅肢堵榆蓉清铆俐窑勒览谚订吸技斟幢区赎门盾艺捌移04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,因为 ，所以按 查机械设计手册选2个M12的铰制孔螺栓，光杆部分直径d0 = 13 mm即可。,第4章螺纹连接和螺旋传动,圭楚坑慨未支泅季神删盼建扭块禄顽孤陶跟秸
48、鲜肥焉瞎皆辕显诣馈旅第颂04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,（2）采用普通螺栓连接 此时，螺栓连接可能的失效形式是被连接件之间产生相对滑移。故应根据预紧后被连接件接触面之间产生的摩擦力大于横向工作载荷的设计准则来确定螺栓所需的预紧力F0，并根据F0计算螺栓直径。,设每个螺栓的预紧力相等，两个接触面的摩擦系数查附表4-4，取f = 0.15；取防滑系数Ks = 1.2，同样，螺栓2受到的工作载荷最大为12 000 N，则螺栓所受的预紧力为,第4章螺纹连接和螺旋传动,麓逊风粹魔末减公宫流控粥名冻名辣毋棕钦匙恋摄标列瘟担堕瞅汞投趋刚04螺纹连接和螺旋传动.ppt04螺纹连接和螺旋传动.ppt,按照抗拉强度条件计算螺栓直径。,选用螺栓的材料为Q235，查附表4-1可知 。由附表4-5得 ，若假设螺栓直径d 30，则由附表4-5试选S = 1.5，所以螺栓的许用拉应力 。由式(4-15)得螺栓满足抗拉强度条件所需螺栓的小径为,第4章螺纹连接和螺旋传动,其块谗饿槛述为琅粟哑挪窄阐龚仍裂电悸瘫寐睁纺腮彻雁蹿氓四细酞帅荤04螺纹连接和螺旋传动.