文档介绍：第三章螺纹联接与螺旋传动
重要基本概念
?哪些用于联接,哪些用于传动,为什么?哪些是标准螺纹?
常用的有:三角螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接,其余用于传动。因三角螺纹自锁性好,其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外,其余均为标准螺纹。
,预紧的目的是什么?预紧力的最大值如何控制?
螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧,是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性(防松能力)。拧紧后,预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。
?适用于什么场合?
螺纹联接有4中基本类型。螺栓联接:用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。螺钉联接:用于不能采用螺栓联接(如被联接件之一太厚不宜制成通孔,或没有足够的装配空间),又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接:用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接:用于传递力和力矩不大的场合。
,但须将拉力增大30%,为什么?
考虑拧紧时的扭剪应力,因其大小约为拉应力的30%。
?
1)改善螺纹牙间的载荷分配不均;2)减小螺栓的应力幅;3)减小螺栓的应力集中;4)避免螺栓的附加载荷(弯曲应力);5)采用合理的制造工艺。
(使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度)?
因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等,第一圈螺纹受载最大,约为总载荷的1/3,逐圈递减,第八圈螺纹几乎不受载,第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。
,为什么还要考虑防松?根据防松原理,防松分哪几类?
因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时,螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失,不再满足自锁条件。这种情况多次重复,就会使联接松动,导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此,在设计螺纹联接时,必须考虑防松。根据防松原理,防松类型分为摩擦防松,机械防松,破坏螺纹副关系防松。
精选例题与解析
例3-1 如图所示,用8个M24(d1= mm)的普通螺栓联接的钢制液压油缸,螺栓材料的许用应力=80 MPa,液压油缸的直径D =200 mm,为保证紧密性要求,剩余预紧力为=,试求油缸内许用的的最大压强Pmax。
例3-1图
解题要点:
;
。
解:
根据: ,
解得: Q ≤==20814 N
依题意:
由: = 20814,解得:F = 8005 N
汽缸许用载荷: FΣ= z F = 8F = 64043 N
根据:
解得: MPa
例3-5 如例3-5图1所示螺栓联接,4个普通螺栓成矩形分布,已知螺栓所受载荷R = 4000 N,L=300mm,r=100mm,接合面数m =1,接合面间的摩擦系数为f = ,可靠性系数Kf = ,螺栓的许用应力为=240MPa,试求:所需螺栓的直径(d1)。
例3-5图1
解:
(1) 将R简化到螺栓组形心,成为一个横向载荷R和一个转矩T,如例3-5图2所示,其中:
Nmm
(2) 求每个螺栓联接承受的分力
R的分力:FSR = R/z = 4000/4 =1000 N
例3-5图2
T的分力:N
(3求FSmax
== 3774 N
(4) 据不滑移条件:QP f m ≥Kf FSmax
所需预紧力QP :
== 30192 N
(5) 根据强度条件:≤
例3-5图3
求得螺栓小径d1:
=
讨论1:如果本题改为用铰制孔螺栓联接,在解法上有什么相同和不同之处?
、FST和FSmax的方法相同,但求FST的公式应为:
,因为FSmax就是铰制孔螺栓解所受的剪力。
。铰制孔螺栓联接的可靠性条件是剪切强度和挤压强度。
讨论2:如果螺栓的布置改为如例3-5图3所示,螺栓中心到螺栓组形心的距离 r 不变。问那种布置方案更合理?为什么?
原来的布置方案更合理。因为在例3-5图3的方案中,螺栓1承载的两个分载荷FSR 和FST方向相同,合成后的FSmax比原方案大。载荷大,所需螺栓尺寸就大。
例3-6 图示的夹紧联接中,柄部承受载荷P = 600N,柄长L=350mm,轴直径db =60mm,螺栓个数z =2,接合面摩擦系数f = ,,取安全系数S=,可靠性系数K