螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)

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1、第13章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)重要基本概念1．常用螺紋有哪幾類？哪些用于聯(lián)接，哪些用于傳動(dòng)，為什么？哪些是標(biāo)準(zhǔn)螺紋？常用的有：三角螺紋，矩形螺紋，梯形螺紋和鋸齒形螺紋。三角螺紋用于聯(lián)接，其余用于傳動(dòng)。因三角螺紋自鎖性好，其它螺紋傳動(dòng)效率高。除矩形螺紋外，其余均為標(biāo)準(zhǔn)螺紋。2．何謂螺紋聯(lián)接的預(yù)緊，預(yù)緊的目的是什么？預(yù)緊力的最大值如何控制？螺紋聯(lián)接的預(yù)緊是指在裝配時(shí)擰緊，是聯(lián)接在承受工作載荷之前預(yù)先受到預(yù)緊力的作用。預(yù)緊的目的是增加螺紋聯(lián)接的剛度、保證聯(lián)接的緊密性和可靠性（防松能力）。擰緊后，預(yù)緊應(yīng)力的大小不得超過材料屈服極限σS的80%。3．螺紋聯(lián)接有哪些基本類型？適用于什么場(chǎng)合？螺紋聯(lián)接有4中基

2、本類型。螺栓聯(lián)接：用于被聯(lián)接件不太厚且兩邊有足夠的安裝空間的場(chǎng)合。螺釘聯(lián)接：用于不能采用螺栓聯(lián)接（如被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，或沒有足夠的裝配空間），又不需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。雙頭螺柱聯(lián)接：用于不能采用螺栓聯(lián)接且又需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。緊定螺釘聯(lián)接：用于傳遞力和力矩不大的場(chǎng)合。4．緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度也可以按純拉伸計(jì)算，但須將拉力增大30%，為什么？考慮擰緊時(shí)的扭剪應(yīng)力，因其大小約為拉應(yīng)力的30%。5．提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施有哪些？1）改善螺紋牙間的載荷分配不均；2）減小螺栓的應(yīng)力幅；3）減小螺栓的應(yīng)力集中；4）避免螺栓的附加載荷（彎曲應(yīng)力）；5）采用合理的制造工藝。6．為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜

3、大于10圈（使用過厚的螺母不能提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度）？因?yàn)槁菟ê吐菽傅氖芰ψ冃问孤菽傅母魅β菁y所承擔(dān)的載荷不等，第一圈螺紋受載最大，約為總載荷的1/3，逐圈遞減，第八圈螺紋幾乎不受載，第十圈沒用。所以使用過厚的螺母并不能提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度。7．聯(lián)接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理，防松分哪幾類？因?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，螺紋副間和支承面間的摩擦力可能在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復(fù)，就會(huì)使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺紋副關(guān)系防松。精選例題

4、與解析例13-1如圖所示，用8個(gè)M24（d1=20.752mm）的普通螺栓聯(lián)接的鋼制液壓油缸，螺栓材料的許用應(yīng)力=80MPa，液壓油缸的直徑D=200mm，為保證緊密性要求，剩余預(yù)緊力為=1.6F，試求油缸內(nèi)許用的的最大壓強(qiáng)Pmax。18例13-1圖解題要點(diǎn)：1．先根據(jù)強(qiáng)度條件求出單個(gè)螺栓的許用拉力Q；2．在求許用工作載荷F。解：根據(jù)：，解得：Q≤==20814N依題意：由：2.6F=20814，解得：F=8005N汽缸許用載荷：FΣ=zF=8F=64043N根據(jù)：解得：MPa例13-5如例13-5圖1所示螺栓聯(lián)接，4個(gè)普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受載荷R=4000N，L=300mm，r=

5、100mm，接合面數(shù)m=1，接合面間的摩擦系數(shù)為f=0.15，可靠性系數(shù)Kf=1.2，螺栓的許用應(yīng)力為=240MPa，試求：所需螺栓的直徑（d1）。例13-5圖1解：(1)將R簡(jiǎn)化到螺栓組形心，成為一個(gè)橫向載荷R和一個(gè)轉(zhuǎn)矩T，如例13-5圖2所示，其中：Nmm(2)求每個(gè)螺栓聯(lián)接承受的分力R的分力：FSR=R/z=4000/4=1000N例13-5圖2T的分力：N(3求FSmax==3774N(4)據(jù)不滑移條件：QPfm≥KfFSmax所需預(yù)緊力QP：==30192N18(5)根據(jù)強(qiáng)度條件：≤例13-5圖3求得螺栓小徑d1：=14.430mm討論1：如果本題改為用鉸制孔螺栓聯(lián)接，在解法上有什

6、么相同和不同之處？1．求FSR、FST和FSmax的方法相同，但求FST的公式應(yīng)為：2．鉸制孔螺栓聯(lián)接不用求預(yù)緊力，因?yàn)镕Smax就是鉸制孔螺栓解所受的剪力。3．強(qiáng)度條件不同。鉸制孔螺栓聯(lián)接的可靠性條件是剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。討論2：如果螺栓的布置改為如例13-5圖3所示，螺栓中心到螺栓組形心的距離r不變。問那種布置方案更合理？為什么？原來的布置方案更合理。因?yàn)樵诶?3-5圖3的方案中，螺栓1承載的兩個(gè)分載荷FSR和FST方向相同，合成后的FSmax比原方案大。載荷大，所需螺栓尺寸就大。例13-6圖示的夾緊聯(lián)接中，柄部承受載荷P=600N，柄長(zhǎng)L=350mm，軸直徑db=60mm，螺栓個(gè)數(shù)z=

7、2，接合面摩擦系數(shù)f=0.15，螺栓機(jī)械性能等級(jí)為8.8，取安全系數(shù)S=1.5，可靠性系數(shù)Kf=1.2，試確定螺栓直徑。例13-6圖解題注意要點(diǎn)：1．螺栓只受預(yù)緊力QP；2．滑移面是軸的圓周；3．夾緊力R產(chǎn)生摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩PL。4．夾緊力R由預(yù)緊力QP產(chǎn)生.解：根據(jù)不滑移條件：所需夾緊壓力R：N所需預(yù)緊力：N螺栓材料的屈服極限MPa。許用應(yīng)力為：MPa根據(jù)強(qiáng)度條件：所需螺栓的小徑為：mm查粗牙普通螺紋基本尺寸