文档介绍：第五章螺纹联接与螺旋传动
§5-1 螺纹
§5-2 螺纹联接
§5-3 单个螺栓联接的强度计算
§5-6 螺旋传动
§5-5 提高螺栓联接强度的措施
§5-4 螺栓组联接受力分析与计算
§5-0 引言
引言
§5-0 引言
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因,机器中很
多零件需要彼此联接。机械零件之间的联接分为:
被联接件之间相互完全固定。
被联接件之间能产生一定的相对运动。例如:运动副。
静联接:
动联接:
本课程介绍的联接主要是静联接。
联接的类型:
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等
铆接
焊接
粘接
联接
可拆联接
不可拆联接
过盈联接
(介于两者之间)
§5-1 螺纹
§5-1 螺纹
一、螺纹的主要参数
大径d --是螺纹的公称直径。
小径d1--常用于强度计算。
中径d2--常用于几何计算。
螺距P --相邻两螺纹牙上对应点
间的轴向距离。
导程 S --沿螺纹上同一条螺旋线
转一周所移动的轴向距离,S = nP。
线数 n --螺纹的螺旋线数目。
牙型角a--在轴向截面内,螺纹牙型两侧边的夹角。
牙型斜角β--在轴向截面内,螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂
线之间的夹角。
螺纹的类型
螺纹升角y--螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
螺纹
二、螺纹的类型
螺纹分为
外螺纹
内螺纹
圆柱螺纹
圆锥螺纹
左旋
右旋
常用右旋
效率较高,主要用于螺旋传动
此外,还有管螺纹: 主要用于管路的联接。
按牙型的不同分为
普通螺纹:
矩形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
(详见表5-1)
效率低,易自锁,多用于联接。
详细介绍
§5-2 螺纹联接
§5-2 螺纹联接
一、螺纹联接的基本类型
受拉螺栓联接(普通螺栓联接)
受剪螺栓联接(铰制孔用螺栓联接)
1)螺栓联接
2)双头螺柱联接
3)螺钉联接
4)紧定螺钉联接
( 详见表5-2 )
详细说明
螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺纹联接件。在机械制造中常用螺纹联接件的结构型式和尺寸都已经标准化,设计时可以根据有关标准选用。
虚拟现实中的螺纹联接件
螺纹联接的拧紧
螺纹联接
二、螺纹联接的拧紧
大多数螺纹联接在装配时就已经拧紧,称之为预紧。预紧使联接中的零件所受的力称为预紧力,用 F′表示。
预紧的目的:增大联接的刚性;提高紧密性;防松。
预紧力的控制:
通常,通过控制拧紧力矩 M 来控制预紧力。
预紧力和预紧力矩之间的关系:
注意:对于重要的联接,尽可能不采用直径过小(<M12)的螺栓。
可采用测力矩扳手或定力矩扳手控制拧紧力矩。对于重要的螺栓联接,也可以通过控制螺栓的伸长量来控制预紧力。
纹联接的防松
螺纹联接
三、螺纹联接的防松
螺纹联接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下,或在温度变化较大的情况下,螺纹联接可能会产生松脱现象。
防松的本质在于防止螺旋副相对转动。
按工作原理的不同,防松方法分三类:
(详见表5-3)
摩擦防松
机械防松
永久止动
详细说明
§5-3 单个螺栓联接的强度
§5-3 单个螺栓联接的强度计算
本节以螺栓联接为代表,讨论强度计算问题,其方法和结论也适用于其他形式的螺纹联接。
螺栓联接强度计算的目的是:确定防止失效所需的螺栓直径。
联接的强度计算内容,根据其可能的失效形式而定。
螺纹联接的受载形式基本分为:
采用受拉螺栓
可用受剪螺栓,也可用受拉螺栓。
轴向载荷(沿轴线方向):
横向载荷(⊥轴线方向):
下面按螺栓类型和受载形式的不同,分别讨论其强度计算方法。
一、受剪螺栓联接的强度计算
其主要失效形式为:
螺栓被剪断
孔壁被压溃
受剪螺栓的强度
2)螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为:
1)螺栓杆的剪切强度条件为:
式中:Fs-螺栓所受的工作剪力(N); ds-螺栓剪切面的直径(mm); m-螺栓受剪面数;
-螺栓的许用切应力,见表5-9。
单个螺栓联接的强度计算
式中: h-计算对象( 即最小者)的挤压面高度(mm);
-计算对象的许用挤压应力(Mpa),见表5-9。
受拉螺栓的强度
单个螺栓联接的强度计算
二、受拉螺栓联接的强度计算
受拉螺栓联接
松联接:不预紧的。
紧联接:预紧的。
1. 松螺栓联接的强度计算
工作中,松螺栓只受工作拉力 F 。
强度条件为:
设计式为:
≥
式中:d1-螺纹小径(mm); -螺栓的许用拉应力(Mpa)。
实例
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。