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1、第三章 螺纹联接 1 联接的概念 2 螺纹的主要参数及分类 3 螺纹联接基本类型及联接件 4 螺纹联接的预紧和防松 5 螺纹联接的设计 1 联接的概念 联接的概念：指联接件与被联接件的组 合。 联接的分类：可拆卸联接和不可拆卸联 接。 螺纹联接的特点：结构简单、形式多样 、联接可靠、拆装方便、易于批量生产 、成本低廉、能满足各种不同规格要求 。 2 螺纹的主要参数及分类 一、螺纹的形成 如用一个三角形K沿 螺旋线运动并使K平 面始终通过圆柱体轴 线YY-这样就构成了 三角形螺纹。同样改 变平面图形K，可得 到矩形、梯形、锯齿 形、管螺纹 二、螺纹的主要参数： 1）外径（大径）d（D）与外螺纹牙
2、顶相重合的假想圆柱 面直径，亦称公称直径 2）内径（小径）d1(D1) 与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径 3）中径d2 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆 柱 4）螺 距 P 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间 的轴向距离 5）导程（S）同一螺旋线上相邻两牙在中 径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离 。 6）线 数 n 螺纹螺旋线数目，一般为便于 制造n4 螺距、导程、线数之间关系：S=nP 7）螺旋升角中径圆柱面上螺旋线的切线 与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角 8）牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两 侧边的夹角 9）牙型斜角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂 直平面的夹角 三、常用螺纹及分类
3、 机械制造中常用螺纹：联接（三角）螺纹 和传动螺纹。 联接螺纹（三角）：普通螺纹、英制普通 螺纹、英制管螺纹。 传动螺纹：矩形、梯形、锯齿形螺纹。 第二节 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 基本类型：螺栓联接（受拉、受剪）；螺柱联 接；螺钉联接；紧定螺钉联接。 1、螺栓联接 a.普通螺栓联接被联 接件不太厚，螺杆带钉头 ，通孔不带螺纹，螺杆穿 过通孔与螺母配合使用。 装配后孔与杆间有间隙， 并在工作中不许消失，结 构简单，装拆方便，可多 个装拆，应用较广。 b.精密螺栓联接 装配后无间隙，主 要承受横向载荷， 也可作定位用，采 用基孔制配合铰制 孔螺栓联接。 c、 双头螺栓联接 螺杆两端无钉 头，
4、但均有螺纹， 装配时一端旋入被 联接件，另一端配 以螺母。适于常拆 卸而被联接件之一 较厚时。折装时只 需拆螺母，而不将 双头螺栓从被联接 件中拧出。 d、螺钉联接适于 被联接件之一较厚（ 上带螺纹孔），不需 经常装拆，一端有螺 钉头，不需螺母，适 于受载较小情况。 e.紧定螺钉联接拧入后，利用杆末端顶住 另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固 定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或 扭矩。 特殊联接：地脚螺栓联接 , 吊环螺钉联接 二、螺纹联接件：螺钉、螺栓、（螺钉与 螺栓区别要求螺纹部分直径较粗; 要求全螺纹）螺柱、螺母、垫圈等。 三、螺纹联接件材料：钉、栓、柱、母常 温下用普通碳素钢和优
5、质碳素钢；高温 下用高强度耐热合金钢；平垫圈常用 Q215、Q235、15、35号钢；弹簧垫圈 用65Mn钢。 第三节 螺栓联接的预紧和防松 螺栓的预紧：目的增强联接的紧固性 或紧密性及防松能力；方法重要联接 用测力矩扳手、一般凭经验控制。 预紧力Q的控制： 测力矩板手测出预紧力矩，如左图 定力矩板手达到固定的拧紧力矩T时, 弹簧受压将自动打滑，如右图 测量预紧前后螺栓伸长量精度较高 测力矩板手定力矩板手 螺栓的防松：1）自锁性；2）松退的原因 在变应力作用和高温下材料的儒变；3）防松 目的增强联接的紧固性或紧密性；4）防松 方法靠摩擦力防松、机械放松、永久性防 松。 防松办法及措施: 1）摩
6、擦防松 双螺母、弹簧垫圈、 尼龙垫圈、自锁螺母等 自锁螺母螺母一端做成非圆形收口或开峰后径 面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力 使旋合螺纹间压紧 2）机械防松： 开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片 ，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等 弹簧垫圈 3）永久防松：端铆、冲点、点焊 4）化学防松粘合 开槽螺母 与开口销 圆螺母 与止动垫圈 串联钢丝 第四节 螺栓联接的设计 一、螺栓、螺母的机械性能等级： 螺栓、螺母的机械性能等级代号：由表示公称抗拉强度和屈强比 两部分数字组成，中间用小数点隔开。例4.8。 二、螺栓联接的失效形式和设计依据： 针对不同零件的不同失 效形式，分别拟定其
7、设计计算方法，则失效形式是设计计算依 据和出发点。 1、失效形式和原因a）失效形式 工程中螺栓联接多数为疲劳失效 受拉螺栓螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂 受剪螺栓螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断 静载荷下塑变和断裂； 变载荷下疲劳断裂；常拆、低精度、小尺寸的螺纹主要是脱扣 。 b）失效原因：应力集中 应力集中促使疲劳裂纹的发生和发展过程 螺栓联接的设计依据螺栓联接的设计依据是强度条件。是强度条件。 两个重要概念：最小拉力载荷和保证载荷。两个重要概念：最小拉力载荷和保证载荷。 2 2、设计计算准则与思路、设计计算准则与思路 受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸受拉螺栓：设计准则为保证螺栓
8、的疲劳拉伸 强度和静强度强度和静强度 受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度 和剪切强度和剪切强度 螺栓联接的工作情况：螺栓联接的工作情况：1 1）松联接）松联接起重吊钩起重吊钩 螺栓；螺栓；2 2）紧联接承受轴向力；）紧联接承受轴向力；3 3）紧联接承受横向）紧联接承受横向 力。力。 三、螺栓连接的设计计算： 螺栓联接的设计计算步骤：1、确定单 个螺栓承受的最大载荷；2、选择合适 的螺纹联接件的性能等级和安全系数 ；3、确定螺栓的公称直径d和螺栓个 数z；4、验算螺栓强度，若强度不够 ，则应修改原确定的d和z，直到强度 足够为止。 （1）松螺栓联接：在装
9、配时不需要把 螺母拧紧的螺纹连接。 松螺栓联接 （1）松螺栓联接：在装配 时 不需要把螺母拧紧的螺纹 连 接。 例3-1： （2）受轴向工作载荷的紧 螺栓连接 二、紧螺栓联接 工作前有预紧力Q 1、受轴向工作载荷 的紧螺栓连接（右 图0 例3-2： 2、横向载荷的紧螺 栓联接计算主 要防止被联接件错 动 2、横向载荷的紧螺栓 联接计算主要防 止被联接件错动 1）普通螺栓联接 特点：杆孔间有间隙， 靠拧紧的正压力产生 摩擦力来传递外载荷 。 2）铰制孔螺栓联接 防滑动 特点：螺杆与孔间紧密 配合，无间隙，由光 杆直接承受挤压和剪 切来传递外载荷R进 行工作 四、螺栓组结构设计应考虑的问题： 1）联接的结合面几何形状应和机器结构 形状相适应； 2）螺栓的布置应使各螺栓受力均匀； 3）螺栓排列应有合理的间距； 4）要避免螺栓产生附加弯曲应力。 作业：3-7、3-10
