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1、螺紋聯(lián)接本章介紹如下內(nèi)容聯(lián)接概述螺紋基本知識(shí)螺紋聯(lián)接的主要類型螺栓組設(shè)計(jì)與受力分析螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松螺栓的強(qiáng)度計(jì)算提高聯(lián)接螺栓強(qiáng)度的措施例題12§1聯(lián)接概述按工作性質(zhì)分動(dòng)聯(lián)接(運(yùn)動(dòng)副),靜聯(lián)接(本課所指)按拆卸性質(zhì)分可拆(螺紋、鍵、銷聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接);不可拆的(過盈配合聯(lián)接、鉚、焊、粘接)。按傳力性質(zhì)分形鎖合(擠壓、剪切);力鎖合(摩擦傳力);材料鎖合(分子力)。返回§2螺紋基本知識(shí)一、螺紋的形成§2螺紋基本知識(shí)1.牙型:三角螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、圓形螺紋二、螺紋的分類三角形(分粗牙、細(xì)牙,細(xì)牙
2、多用于振動(dòng)、薄壁件和不經(jīng)常拆卸處)多用于聯(lián)接;梯形、矩形、鋸齒形多用于傳動(dòng)。圓形多用于臟污環(huán)境和薄壁件。返回§2螺紋基本知識(shí)2.螺旋線旋向:左旋螺紋、右旋螺紋二、螺紋的分類§2螺紋基本知識(shí)3.螺旋線線數(shù):?jiǎn)尉€螺紋、多線螺紋二、螺紋的分類§2螺紋基本知識(shí)4.按母體:圓柱螺紋、圓錐螺紋5.內(nèi)外表面:內(nèi)螺紋、外螺紋6.標(biāo)準(zhǔn)螺紋和非標(biāo)準(zhǔn)螺紋二、螺紋的分類三、螺紋的主要參數(shù)大徑d(名義直徑)2dzPp=2dLtgpλ=小徑d1(強(qiáng)度計(jì)算)中徑d2(分析效率)螺距P,導(dǎo)程L牙型角a導(dǎo)程角λ牙型斜角β三、螺紋的主要參數(shù)螺紋的自鎖條
3、件:λ≤ρv式中當(dāng)量摩擦角ρv=arctan(μ/cosβ)μ為實(shí)際摩擦系數(shù)2dzPp=2dLtgpλ=導(dǎo)程角λ牙型斜角β§3螺紋聯(lián)接的主要類型、預(yù)緊與防松一、類型和應(yīng)用1.螺栓聯(lián)接有受拉(力鎖和)、受剪(型鎖和)之分,最為常用。2.雙頭螺柱一件很厚且需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合,這種情況下,采用螺栓聯(lián)接要鉆深孔,細(xì)長(zhǎng)螺栓也相對(duì)貴一些。3.螺釘聯(lián)接一件厚且無需經(jīng)常拆卸的地方,外露部分要美觀一些。4.緊定螺釘傳力不大,在光軸上可同時(shí)作軸向和周向固定,一般作為軸轂聯(lián)接的輔助聯(lián)接用。返回§3螺紋聯(lián)接的主要類型、預(yù)緊與防松一、類型和應(yīng)用
4、螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母、墊圈均已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化擰緊聯(lián)接能提高聯(lián)接的剛性、緊密性和防松能力。故絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在承受載荷之前都是要擰緊的。但過度擰緊也不行。二.預(yù)緊受力分析如圖,擰緊螺母時(shí),需要克服螺紋副的螺紋力矩T1和螺母的承壓面力矩T2;螺栓所受的螺紋力矩T1與頭部的承壓面力矩T3和夾持力矩T4相平衡。所以擰緊時(shí):擰緊力矩T=T1+T2T1=T3+T4在的影響下,螺紋副間有圓周力的作用,螺栓受到預(yù)緊力,被聯(lián)接件則受到預(yù)緊壓力。1T'FtF'F二.預(yù)緊受力分析由機(jī)原知:)(2'21vtgFdTry+=2021323'd
5、DdDFT--*=m310于是kFdtg(y+r)+FdTtv'2'2==202133'dDdDF--*m310式中)cos(βmrarctgv=采用標(biāo)準(zhǔn)扳手?jǐn)Q緊時(shí)有:即有:T=LF=15dFHHF=75F'H將常用的10~68mm螺紋的參數(shù)帶入上式,整理可得:0.2?tkkFdtg(y+r)+FdTtv'2'2==202133'dDdDF--*m310T?0.2F’d于是有:顯然:若螺栓太小,預(yù)緊稍有過載則斷,故不控制預(yù)緊力時(shí),最好不要用M12以下的螺栓。對(duì)重要的聯(lián)接,應(yīng)控制預(yù)緊力。可采用測(cè)力矩、定力矩扳手,測(cè)
6、量螺栓伸長(zhǎng),控制螺母轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)等。三.防松目的與方法在靜載荷作用下,聯(lián)接螺栓都能自鎖,不會(huì)松脫。但在振動(dòng)、沖擊和溫度變化頻繁時(shí),會(huì)出現(xiàn)F?為零→T1為零的情況,在這種情況下,最終會(huì)導(dǎo)致螺栓松脫。因此應(yīng)考慮防松措施。防松的本質(zhì)就是防止螺母相對(duì)于螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)。具體方法分為三類:①利用附加摩擦力②機(jī)械方法鎖?、燮茐穆菁y副返回§4螺栓組設(shè)計(jì)與受力分析一.螺栓組設(shè)計(jì)螺栓一般都是成組使用的,設(shè)計(jì)時(shí)常根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接的載荷來確定聯(lián)接的傳力方式、螺栓的數(shù)目和布置。為了減少所用螺栓的規(guī)格和提高聯(lián)接的結(jié)構(gòu)工藝性,通常都采用相同的
7、螺栓(材料、直徑和長(zhǎng)度)。目的:使各螺栓受力均勻,以最少螺栓滿足使用要求。原則:1.布置最好對(duì)稱,受力矩作用時(shí),最好遠(yuǎn)離 對(duì)稱軸線。2.螺栓數(shù)目應(yīng)便于劃線鉆孔,偶數(shù)為好。3.邊距、間距要合理(注意留出扳手空間)。二.螺栓組受力分析目的:找出受力最大的螺栓,求出其最大作用力,供 強(qiáng)度計(jì)算用。假設(shè):①各螺栓材質(zhì)、幾何尺寸相同(避免誤裝)。的的的②各螺栓預(yù)緊力相等且螺栓的應(yīng)變?cè)趶椥?范圍內(nèi)。的的的③被聯(lián)接件為剛體(變形與被聯(lián)接件無關(guān))。注意:以下分析中螺栓的受力,應(yīng)理解為螺栓分擔(dān)的 工作載荷,不一定就是
8、螺栓的實(shí)際受力,詳見 強(qiáng)度計(jì)算一節(jié)。二.螺栓組受力分析zpD422p=zFFQ=則有圖示汽缸蓋螺栓聯(lián)接,工作氣壓的合力通過螺栓組形心,設(shè)螺栓的數(shù)目為,工作氣壓為。zp聯(lián)接受軸向力二.螺栓組受力分析2.聯(lián)接受橫向力采用受剪螺栓時(shí)有:zFFRS=mzFkFsRfm='采用受拉螺栓時(shí)有:螺栓只受預(yù)緊力F’,靠接合面的摩擦力來傳遞載荷??柯菟ㄅc被