《螺纹联接》PPT课件.ppt

写在前面的话写在前面的话n在看在看PPT之前，最好已经是将之前，最好已经是将机械设计机械设计完整完整的复习了一遍，这样看起来才有重点；的复习了一遍，这样看起来才有重点；nPPT仅供参考，不能过于依赖，复习仍然以课本仅供参考，不能过于依赖，复习仍然以课本和作业为主，认真看书和布置的作业；和作业为主，认真看书和布置的作业；n作业题目和例题一定要动手做，不能只是一味的作业题目和例题一定要动手做，不能只是一味的看，合住书自己做一遍效果才是最真实的；看，合住书自己做一遍效果才是最真实的；n该背的公式现在就开始背，每天背一个也行，到该背的公式现在就开始背，每天背一个也行，到下周末就成就感无限了；下周末就成就感无限了；n一定要抓紧时间，利用一切可以利用的时间，爆一定要抓紧时间，利用一切可以利用的时间，爆发一切可以爆发的小宇宙。发一切可以爆发的小宇宙。第第 2 2 篇篇 联联 接接第第2 2篇篇 联接联接联联接接使两个或两个以上零件有确定的相对位置的结构。l 定义定义第第2 2篇篇 联接联接联联接接(1)从制造、安装、运输、维修、使用等方面考虑l 原因原因(2)节约较贵重的材料第第2 2篇篇 联接联接联联接接静联接静联接动联接动联接被联接件间相互固定、被联接件间相互固定、不能做相对运动不能做相对运动被联接件间能按一定运动被联接件间能按一定运动形式做相对运动形式做相对运动l 分类分类第第2 2篇篇 联接联接联联接接静联接静联接动联接动联接可拆的联接不可拆的联接l 分类分类第第2 2篇篇 联接联接摩擦联接摩擦联接非摩擦联接非摩擦联接联联接接靠联接中配合面间的摩靠联接中配合面间的摩擦来传递载荷擦来传递载荷通过联接中零件的相互通过联接中零件的相互嵌合来传递载荷嵌合来传递载荷l 分类分类第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接6 6.1.1螺纹联接的主要类型、材料和精度6 6.3.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算6 6.4.4螺栓组联接的受力分析6 6.2.2螺纹联接的拧紧和防松6 6.5.5提高螺栓联接强度的措施第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接重点：重点：l单个螺栓联接的受力分析和强度计算第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接l螺栓组联接的受力分析难点：难点：l受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接强度计算第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接l多种受力状态下螺栓联接组的设计计算第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度1.1.螺纹的形成螺纹的形成2.2.螺纹的分类螺纹的分类3.3.螺纹的主要参数螺纹的主要参数 习题册 P107 例a)按螺旋线方向分按螺旋线方向分:b)按螺旋线头数分按螺旋线头数分:c)按螺纹在母体的内外表面分按螺纹在母体的内外表面分:d)按螺纹的母体分按螺纹的母体分:e)按牙形分按牙形分:左旋、右旋左旋、右旋单线、多线单线、多线外螺纹、内螺纹外螺纹、内螺纹圆柱螺纹、圆锥螺纹圆柱螺纹、圆锥螺纹三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹4.4.螺纹副的受力关系螺纹副的受力关系预备知识预备知识第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.1主要类型主要类型一、按结构分类第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.1主要类型主要类型二、按安装时要不要拧紧螺纹联接件分类松联接松联接紧联接紧联接不拧紧的螺栓联接不拧紧的螺栓联接拧紧的螺栓联接拧紧的螺栓联接第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.1主要类型主要类型三、按螺栓受的载荷分类受轴向载荷受轴向载荷受横向载荷受横向载荷受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.2螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹紧固件的性能等级和材料螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为十级：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.2螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹紧固件的性能等级和材料螺母性能等级按螺母高度m不同有两类：m m m m0.8D0.8D0404 05 05第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度n6.1.3螺纹公差和精度螺纹公差和精度1.1.公差：内螺纹公差：内螺纹 GG、H H外螺纹外螺纹 e e、f f、g g、h h2.2.精度：精密精度：精密 精密螺纹和要求配合变动小的场合精密螺纹和要求配合变动小的场合中等中等 一般用途一般用途粗糙粗糙 精度要求低精度要求低ABC第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.1螺栓联接的拧紧螺栓联接的拧紧利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手测力矩扳手或或定力矩扳手定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采，对于重要的螺栓联接，也可以采用用测定螺栓伸长测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。的方法来控制预紧力。大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。缝隙或发生相对移动。拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限 s ss的的80%。v预紧力：预紧力：v预紧的目的：预紧的目的：v预紧力的确定原则：预紧力的确定原则：v预紧力的控制：预紧力的控制：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.1螺栓联接的拧紧螺栓联接的拧紧T1-螺纹间摩擦力矩T2-支承面处与螺母间摩擦力矩T-拧紧力矩T=T1+T2第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.1螺栓联接的拧紧螺栓联接的拧紧FT1T3T4扭矩图受力图第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.1螺栓联接的拧紧螺栓联接的拧紧T=T1+T2第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松 在静载荷下，螺纹联接能满足自锁条件：导程角小于当量摩擦角。但在在静载荷下，螺纹联接能满足自锁条件：导程角小于当量摩擦角。但在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化较大时，联接有可能松动，冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化较大时，联接有可能松动，甚至松开，容易发生事故。所以，在设计螺纹联接时，必须考虑防松问甚至松开，容易发生事故。所以，在设计螺纹联接时，必须考虑防松问题。题。防松的根本问题在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。防松的根本问题在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。根据工作原理来划分，有根据工作原理来划分，有利用摩擦利用摩擦、机械防松机械防松和和破坏螺纹副关系破坏螺纹副关系三种方三种方法。法。1.防松的必要性防松的必要性2.防松的根本问题防松的根本问题3.防松的方法防松的方法第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松尼龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松开口销与六角开槽螺母开口销与六角开槽螺母第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松止动垫圈止动垫圈第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.2螺栓联接的拧紧和防松螺栓联接的拧紧和防松n6.2.2螺栓联接的防松螺栓联接的防松 串联钢丝串联钢丝第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算受拉螺栓受拉螺栓受拉松螺栓联接受拉松螺栓联接受拉紧螺栓联接受拉紧螺栓联接仅受预紧力的螺栓联接仅受预紧力的螺栓联接受预紧力和轴向工作载受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接荷的紧螺栓联接受剪螺栓受剪螺栓第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算危险截面计算直径第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.1受拉螺栓联接受拉螺栓联接1.受拉松螺栓联接受拉松螺栓联接松螺栓联接装配时，螺母不需要拧紧。在承受工作载荷之前，螺栓不受力。当承受工作载荷F 时，螺栓所受的工作拉力为F，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为：设计公式为：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.1受拉螺栓联接受拉螺栓联接2.受拉紧螺栓联接受拉紧螺栓联接仅受预紧力的紧螺栓联接预紧力引起的拉应力：螺牙间的摩擦力矩引起的扭转剪应力：FF第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.1受拉螺栓联接受拉螺栓联接2.受拉紧螺栓联接受拉紧螺栓联接仅受预紧力的紧螺栓联接强度条件：根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.1受拉螺栓联接受拉螺栓联接2.受拉紧螺栓联接受拉紧螺栓联接既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接变形变形力力(1)(2)既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接变形变形力力(3)(4)(5)既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接静载荷强度条件静载荷强度条件既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接变形变形力力变载荷强度条件变载荷强度条件l若工作载荷在0F之间变化既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓联接第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.2受剪螺栓联接受剪螺栓联接l失效形式失效形式螺栓杆被剪断接触面压溃第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.2受剪螺栓联接受剪螺栓联接l剪切强度剪切强度第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.2受剪螺栓联接受剪螺栓联接l挤压强度挤压强度考虑到各零件的材料和受压高度可能不同，应就联接中所有受压件分别计算，或先判断其中弱者作为计算对象。第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算单个螺栓联接的受力分析和强度计算n6.3.3许用应力许用应力l课本课本P110表表6.3，表，表第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l结构设计原则结构设计原则1、联接结合面形状和被联接件形状协调2、螺栓组形心和结合面形心重合3、各螺栓有合适的边距和间距4、螺栓布置力求受力均匀和受力最小第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受力分析步骤受力分析步骤受力规律找出受力最大螺栓，求其载荷强度计算第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受力分析的三个假设受力分析的三个假设1、所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；2、螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合；3、受载后联接接合面仍保持为平面。第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受轴向载荷FQ的螺栓组联接F FQQ第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受轴向载荷FQ的螺栓组联接F FQQ静载：动载：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受横向载荷FQ的螺栓组联接分两种情况使用受拉螺栓联接承受横向载荷使用受剪螺栓联接承受横向载荷第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受拉螺栓联接承受横向载荷对于受拉螺栓联接(普通螺栓联接),螺栓只受预紧力 ,靠接合面间的摩擦来传递横向力。根据被联接件的平衡条件得：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受拉螺栓联接承受横向载荷z螺栓数目；kf 考虑摩擦传力的可靠系数，kf。第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受拉螺栓联接承受横向载荷第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受横向载荷对于受剪螺栓联接（铰制孔用螺栓联接），靠螺栓受剪和螺栓与被联接件相互挤压时的变形来传递载荷。由于拧紧，联接中有预紧力和摩擦力，但一般忽略不计。则根据被联接件的静力平衡条件得：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受横向载荷l 剪切强度l 挤压强度强度条件为：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析l受旋转力矩T的螺栓组联接分两种情况使用受拉螺栓联接承受旋转力矩使用受剪螺栓联接承受旋转力矩第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受拉螺栓联接承受旋转力矩采用普通螺栓，是靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T，由不打滑条件得：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受拉螺栓联接承受旋转力矩第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩对于采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T。第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩各螺栓中心12 i z到O距离r1r2 ri rz对应切向作用力Fs1Fs2 Fsi Fsz径向变形量底板平衡条件（1）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩各螺栓中心12 i z到O距离r1r2 ri rz对应切向作用力Fs1Fs2 Fsi Fsz径向变形量底板平衡条件（1）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩各螺栓中心12 i z到O距离r1r2 ri rz对应切向作用力Fs1Fs2 Fsi Fsz径向变形量变形协调条件（2）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩各螺栓中心12 i z到O距离r1r2 ri rz对应切向作用力Fs1Fs2 Fsi Fsz径向变形量弹性范围内变化（3）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩各螺栓中心12 i z到O距离r1r2 ri rz对应切向作用力Fs1Fs2 Fsi Fsz径向变形量由（2）（3）式，得（4）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩找距离O点最远的螺栓第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析使用受剪螺栓联接承受旋转力矩l 剪切强度l 挤压强度强度条件为：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析承受翻转力矩的螺栓组联接各螺栓中心12 i z到OO距离r1r2 ri rz对应切向作用力F1F2 Fi Fz径向变形量底板平衡条件（1）第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析底板平衡条件（1）承受翻转力矩的螺栓组联接各螺栓中心12 i z到OO距离r1r2 ri rz对应切向作用力F1F2 Fi Fz径向变形量第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析变形协调条件（2）承受翻转力矩的螺栓组联接各螺栓中心12 i z到OO距离r1r2 ri rz对应切向作用力F1F2 Fi Fz径向变形量第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析由（1）（2）式，得（3）承受翻转力矩的螺栓组联接各螺栓中心12 i z到OO距离r1r2 ri rz对应切向作用力F1F2 Fi Fz径向变形量第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析找距离OO点最远的螺栓承受翻转力矩的螺栓组联接第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析左边距离OO点最远的螺栓受力最大承受翻转力矩的螺栓组联接第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.4螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析承受翻转力矩的螺栓组联接静载：动载：第第6 6章章 螺纹联接螺纹联接n6.5提高螺栓连接强度的措施提高螺栓连接强度的措施以螺栓联接为例，螺栓联接的强度主要取决于螺栓的强度，因此，提高螺栓的强度，将大大提高联接系统的可靠性。影响螺栓强度的因素主要有以下几个方面，或从以下几个方面提高螺栓强度。改善螺纹牙上载荷分布不均的现象降低影响螺栓疲劳强度的应力幅减小应力集中的影响采用合理的制造工艺