《ch3螺纹连接和螺旋传动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ch3螺纹连接和螺旋传动（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电渣焊,第三章 螺纹连接和螺旋传动,铆钉 被联接件,(1) 熔焊,1.铆接,电焊条与被焊接件形成电路,2.焊接,电焊机低压电流熔融金属填充接缝,电弧熔,激光焊接,联接,不可拆联接 ( 铆接、焊接),可拆联接 ( 销联接、键联接、螺纹联接),大厚度的焊件,薄板焊接,(2) 钎焊,钎料熔化填充到被联接件的间隙内,焊接加热温度低、对被联接件影响小,3.胶接,胶粘剂,4.过盈配合联接,压入法：,包容件：,过盈量或尺寸较小,加温包容件或冷却被包容件,液压拆卸 高压油涨大包容件内径,第一节 螺 纹,一、螺纹的分类螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹。 1.
2、普通螺纹牙型为等边三角形，牙型角为，同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。一般联接多用粗牙螺纹。 2.管螺纹 3.自攻螺钉用螺纹 4.矩形螺纹 5.梯形螺纹 梯形螺纹是最常用的传动螺纹。 6.锯齿形螺纹 只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动中。,二、普通螺纹的主要参数 1、大径即螺纹的公称直径。 2、小径常用于联接的强度计算。 3、中径常用于联接的几何计算。 4、螺距螺纹相邻两个牙型上对应点 间的轴向距离。 5、牙型角螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。 6、升角螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。 7、线数n螺纹的螺旋线数目。,8、导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴
3、向距 离，S=nP。升角的计算式为：9、接触高度h 内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。,第二节 螺纹联接的基本类型,一、螺纹联接的基本类型,双头螺柱,螺 栓,螺 钉,紧定螺钉,一、螺纹联接主要类型（续）,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,2、双头螺栓联接螺杆两端无钉头，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
4、。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。,3、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,特殊联接：地脚螺栓联接 , 吊环螺钉联接,4、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。,二、螺纹紧固件,二、螺纹紧固件（续）,2）双头螺柱两端带螺纹A型有退刀槽 B型无退刀槽,1）螺栓 普通螺栓 六角头，小六角头，标准六角头，大六角头, 内六角铰制孔螺栓螺纹部分直径较小,4）紧定螺钉 锥 端适于零件表面硬度较低不常拆卸场合 平 端接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧
5、硬度较大的平面，适于经常拆卸 圆柱端压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板,3）螺钉与螺栓区别要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹,6）螺母 六角螺母：标准，扁，厚,5）自攻螺钉由螺钉攻出螺纹,圆螺母+止退垫圈带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧,7）垫圈,三、 螺纹联接的预紧和防松,1、预紧,预紧目的保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大，靠摩擦力工作，增大刚性等。 增大刚性增加联接刚度、紧密性和提高防松能力 预紧力QP预先轴向作用力（拉力）,螺纹联接：松联接在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用紧联接在装配
6、时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力QP,预紧过紧拧紧力QP过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过松拧紧力QP过小，工作不可靠,扳手拧紧力矩T=FHL,拧紧时螺母：T=T1+T2 T拧紧力矩 T1螺纹摩擦阻力矩 T2螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩,FH作用于手柄上的力，L力臂,一般 K=0.10.3,拧紧力矩系数,由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以对于重要的联接不宜小于M10M14,预紧力QP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,2、螺纹防松,1）、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、
7、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故,2）、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。,a.摩擦防松,双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等,3）、防松办法及措施,弹簧垫圈,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,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,b.采用专门防松元件防松：,c.永久防松：,开槽螺母 与开口销,圆螺
8、母 与止动垫圈,串联钢丝,d.化学防松,粘合,端铆、冲点、点焊,第三节 单个螺栓联接的强度计算,受横向载荷的普通螺栓联接,受轴向载荷的普通螺栓联接,受横向载荷的铰制孔螺栓联接,失效形式,拉断,剪切,螺栓受载情况,挤压,一、松螺栓联接松螺栓联接时螺母不拧紧，在承受工作载荷前不受力。当承受工作载荷Fa 时，其强度条件为：,设计式为：,1.受横向载荷的普通螺栓联接,(1) 螺栓的当量拉力,螺栓受力,拧紧力矩,螺栓预紧力,当量拉力,联接面间摩擦力,(2) 保证联接面不滑移的螺栓预紧力,拧紧力矩,预紧力,平衡横向力,(3) 强度条件,摩擦系数,螺栓数,接合面数,可靠性系数,单个螺栓的预紧力,二、紧螺栓联
9、接,2.受轴向载荷的普通螺栓联接,拧紧,工作时,(1) 螺栓和被联接件的受力与变形,未拧紧,螺栓：,被联件：,未受力、无变形,未受力、无变形,拧紧后 工作前,螺栓：,被联件：,工作时,螺栓：,被联件：,再加,总伸长,联接面间受压,总压缩量,对应拉力,螺栓所受总拉力F0 = 工作拉力F + 剩余预紧力F”,(2) 各力的关系式,螺栓刚度,被联件刚度,总拉力,剩余预紧力,螺栓相对刚度,被联件相对刚度,若工作拉力变化：,则总拉力：,总拉力变化幅度减小,减少,增大,采用空心螺栓 或加长螺栓,采用薄金属垫片、O形密封圈 避免用软垫片,总拉力,(3) 强度条件,考虑在工作载荷下拧紧螺母,故,强度条件同受横
10、向载荷的普通螺栓联接,(4) 保证联接的紧密性,剩余预紧力,单个螺栓所受总载荷,联接是否出现间隙 ？,在满足强度条件时，最大工作载荷是多少？,总拉力：,强度条件计算：,联接紧密,剩余预紧力：,分析,总拉力,剩余预紧力,总拉力,三.受横向载荷的铰制孔螺栓联接,螺杆承受剪力,螺栓数,强度条件,杆受剪：,受剪面数,螺杆直径,杆与壁受挤压：,杆与壁材料较差者,受挤压的最小轴向长度,单个螺杆所受剪力,1.螺栓组联接的结构设计,(1) 结合面力求简单、对称,第四节 螺栓组联接的设计计算,圆形、环形、矩形、框形、三角形,(2) 螺栓布置使各螺栓受力合理,(3) 分部在同一圆周上的螺栓数目成偶数,便于钻孔时分
11、度或画线,减少螺栓预紧力,支承面应平整且与螺栓轴线垂直,(5) 避免螺栓承受附加的弯曲载荷,(4) 螺栓排列的间距、边距合理,留有板手空间,2.螺栓组联接的受力分析,(1) 受横向载荷的螺栓组联接,普通螺栓,铰制孔用螺栓,单个螺栓所受的工作载荷,求预紧力,强度校核,(2) 受转矩的螺栓组联接, 采用普通螺栓时,每个螺栓的预紧力相同，均为,求预紧力,螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离,强度校核, 采用铰制孔用螺栓时,求工作剪力,强度校核,(3) 受轴向载荷的螺栓组联接,求每个螺栓的工作载荷,求单个螺栓所受总载荷,强度校核,(4) 受倾覆力矩的螺栓组联接, 求最大工作拉力,螺栓变形协调条件：拉伸变形量
12、与距离L成正比, 求结合面应力,预紧力F 产生的挤压应力,翻转弯矩M 产生的挤压应力, 保证结合面不压溃, 保证结合面不出现间隙, 螺栓的强度校核,单个螺栓的总载荷,预紧力,压应力,拉力,拉应力,弯曲应力,弯矩,预紧力,分析普通螺栓联接两个方案，哪个合理？,(1) 将 P 向中心简化,(2) 单个螺栓的受载,由P产生的横向载荷,由T产生的横向载荷,方案一,方案二,(3) 方案比较,力的合成,方案一中，螺栓1的合力R1 最大,方案二中，螺栓1的合力R2 最大,方案一较合理,分析托架上的普通螺栓联接,(1) 将 P 向中心简化,(2) 螺栓组受载,横向载荷 R,轴向载荷 Q,倾覆力矩 M,(3)
13、可能的失效,在 R 作用下，托架移动,在 Q 和 M 作用下，结合面上部分离,在 Q 和 M 作用下，结合面下部压溃,受力最大的螺栓拉断或塑变,(4) 确定受力最大螺栓的轴向工作载荷 F,在 Q 作用下，每个螺栓的轴向拉力,在 M 作用下，受力最大螺栓的轴向拉力,受力最大螺栓的轴向工作载荷,(5) 确定螺栓的预紧力 F,满足托架不下滑条件,满足结合面上部不分离条件,求出,满足结合面下部不压溃条件,求出,(6) 受力最大螺栓的强度计算,螺栓总拉力,第五节 螺纹连接件的材料和许用应力,螺栓的常用材料为Q215、Q235、10、35和45钢，重要和特殊用途的螺纹联接件可采用15Cr、40Cr、30C
14、rMn出等力学性能较高的合金钢。这些材料的力学性能见P65表3-6(a)。螺纹联接的安全系数见表3-7。选材时，应使螺母材料的强度级别低于螺栓材料、硬度稍低于螺栓，以减少磨损及避免咬死表3-6(b) ，并便于换螺母。,第六节 提高螺栓联接强度的措施,螺栓联接的强度主要取决于螺栓的强度。螺栓承受轴向变载荷时，其失效形式为：螺杆疲劳断裂，常发生在螺栓头、尾部和螺纹支承平面处。影响螺栓强度的因素和提高强度的措施有：,一、降低螺栓总拉伸载荷Fa 的变化范围若FE：0 FE，则Fa：F0 F0 + FE kb /(kb+ kc)减小Fa变化范围, 对防止螺栓的疲劳损坏十分 有利。故可减小kb或增大kc
15、。具体措施：减小螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆、增加螺栓长度、采用软垫片等方法减小kb 。,二、改善竭纹牙间的载荷分布采用普通螺母时，轴向载荷随旋合螺纹圈数增多递减(第一围受载最大，以后各圈递减)。到第810 圈后，螺纹几乎不受载。故采用厚螺母不能提高联接强度。具体措施：用悬置(受拉)螺母，环槽螺母等。,三、减小应力集中具体措施：增大过渡圆角、切制卸荷槽使螺栓截面变化均匀、减小应力集中。,四、避免或减小附加应力设汁、制造或安装时的疏忽可能使螺栓受到附加弯曲应力。具体措施：用凸台或沉头座等结构并切削。除上述方法外，还有冷墩头部或辗压螺纹；氰化、氮化等表面硬化处理。,第七节 螺旋传动,1、应用,螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力。,2、传动形式：a)螺杆转螺母移 b)螺杆又转又移（螺平固定）用得多c) 螺母转螺杆移 d) 螺母又转又移（螺杆固定）用得少,一、螺旋传动的类型、特点与应用,按用途分三类：1）传力螺旋举重器、千斤顶、加压螺旋特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁2）传导螺旋机床进给汇杠传递运动和动力特点：速度高、连续工作、精度高3）调整螺旋机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。特点：是受力较小且不经常转动,
