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1、1).掌握常用螺纹的类型、特点和普通螺纹的主要参数； 2).掌握常用螺纹联接的主要类型和应用； 3).了解常用螺纹联接的拧紧与防松； 4).掌握单个螺栓联接的强度计算； 5).掌握螺栓组联接的受力分析；,受力分析、强度计算,受翻转力矩的螺栓组联接,1.螺纹紧固件,6.1.2 螺纹紧固件的性能等级和材料,2.紧固件的材料和性能等级,螺纹紧固件,6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度,6.1.1螺纹联接的主要类型,螺纹联接的分类,图,6.2 螺纹联接的拧紧与防松,6.2.1螺纹联接的拧紧,1.拧紧的目的：增强联接的刚性、紧密性和防松能力。对于受拉螺栓联接，还可提高螺栓的疲劳强度；对于受剪螺栓联接，
2、有利于增大联接中的摩擦力。,2.拧紧力矩:,3.控制拧紧力矩的方法： 如使用测力矩扳手或定力矩扳手,6.2.2 螺纹联接的防松,防松目的：虽然螺纹联接一般能满足自锁条件，但在冲击、振动或变载荷下，或当问对变化大时，联接有可能松动。,防松原理：摩擦力防松（对顶螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母等）；利用机械元件防松（止动垫片、串联金属丝等）；破坏螺纹副关系（焊住螺纹副或对螺纹副冲点等）。,6.3 单个螺栓联接的受力分析和强度计算,6.3.1受拉螺栓联接,主要失效形式： 静载：螺纹部分的塑性变形或断裂； 变载：栓杆部分的疲劳断裂； 精度低或时常装拆时：滑扣。,1.受拉松螺栓联接,只承受轴向静载,强度条件：,
3、2. 受拉紧螺栓联接,（1）只受预紧力的紧螺栓联接,载荷传递： 靠被联接件接合面上的摩擦力来传递外载FR,螺栓受载： 只受预紧力F,外载：横向载荷,强度条件：,(6.4),（2）承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接,(6.5 6.8）,螺栓与被联接件的受力与变形线图：,静强度：,（6.9）,疲劳强度：,（6.10）,6.3.2受剪螺栓联接,挤压强度条件：,（6.12）,剪切强度条件：,（6.11）,6.4 螺栓组联接的设计,6.4.1螺栓组联接的结构设计,应考虑以下几个方面： 1.接合面的几何形状设计成轴对称式。,结构设计目的： 确定合理的接合面的几何形状及螺栓的布置形式，以使各螺栓受力均匀，
4、且便于加工装配。,1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀布置； 2).螺栓应有合理的间距和边距； 3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行），数目不超过6个； 4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠近接合面的边缘。 5）.避免螺栓承受附加的弯曲载荷,2.螺栓的布置要合理,6.4.2 螺栓组联接的受力分析,假设： 1）被联接件为刚体； 2）各螺栓的拉伸刚度或剪切刚度（材料、直径、长度）和预紧力都相同； 3）螺栓的应变在弹性范围内。,受力分析的目的： 分析各螺栓受力，求出受载最大螺栓所受载荷，进而进行强度计算。,1.受轴向力FQ的螺栓组联接,工作载荷:,板的平衡条件：,2. 受横向载荷的螺
5、栓组联接,（1）受拉螺栓联接,（2）受剪螺栓联接,板平衡条件：,3. 受旋转力矩T的螺栓组联接,（1）用受拉螺栓联接,板的平衡条件：,（2）受剪螺栓联接,静力平衡条件：,变形协调条件：,4受翻转力矩M 的螺栓组联接,底板的静力平衡条件：,变形协调条件：,一般说，对普通螺栓可按轴向载荷或（和）倾覆力矩确定螺栓的工作拉力；按横向载荷或（和）转矩确定联接所需要的预紧力，然后求出螺栓的总拉力。 再按单个螺栓联接的强度计算公式校核,6.5 提高螺栓联接强度的措施,6.5.1均匀螺纹牙受力分配,6.5.2 减小附加应力,从两方面入手： 1）减小螺栓的实际应力； 2）提高螺栓的许用疲劳强度。,加高螺母以增加
6、旋合圈数，对提高螺栓强度没有多少作用。,装配时用扳手在螺栓末端加一相反力矩可消除附加切应力。,减小螺栓的刚度（适当增大螺栓的长度，部分减小栓杆直径或作成中空的结构，在螺母的下面安装弹性元件等）或增大被联接件的刚度（用刚度大的垫片等）,6.5.4 降低应力幅,6.5.3 减轻应力集中,适当加大牙根圆角半径，在螺纹收尾处用退刀槽，在螺母承压面以内的栓杆有余留螺纹等都有良好的效果。,6.5.6 改善制造工艺,6.5.5 选择恰当的预紧力并保持其不减退,冷镦、碾压、氮化、喷丸等工艺均可提高螺栓的强度。,分析总结：,螺纹联接的受力分析和强度计算,如图所示，有一支架用一组螺栓与机座联接，所受外载为F=10
7、000N，=45.接合面的摩擦系数为0.15，摩擦传力可靠系数kf=1.2，螺栓的许用应力=400MPa.试求螺栓的计算直径。,1,2,3,4,解：将F正交分解得：,F,Fa,Fh,轴向分力：,横向分力：,每个螺栓所受的轴向工作载荷：,承受横向载荷需满足：,螺栓的轴向总拉力：,所以螺栓的计算直径：,板A用5个普通螺钉固定在机座B上，已知板与机座间摩擦系数=0.15，防滑系数（可靠性系数）Kf=1.2，螺钉许用应力,，试指出哪个螺钉是危险螺钉？并按强度计算该螺钉联接中螺钉所需的小径（或计算直径）尺寸。,1）将力向形心简化：FQ2000 N；,2）FQ使每一个螺钉产生作用力,M使每个螺钉产生作用力,方向如图（中间螺钉,3）第2个螺钉受力最大，为危险螺钉，设其受力为FR,4）,，,，,复习思考题 1.螺纹联接预紧的作用是什么？为什么对重要联接要控制预紧力？ 2.螺纹联接常用的防松原理有哪些？ 3.受横向载荷的螺栓组联接，什么情况下宜采用铰制孔用螺栓？ 4.受拉紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都有什么应力存在？强度计算公式中1.3的含义是什么？,5.常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些？这些措施中哪些主要针对静载荷？哪些主要针对变载荷？ 6.为什么有些气缸盖螺栓用细腰结构的长螺栓？,
