《土木专业建筑学螺纹联接和螺旋传动随堂讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木专业建筑学螺纹联接和螺旋传动随堂讲义（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 5章 螺纹联接和螺旋传动 5-1 概述 5-2 螺纹联接的类型 5-3 螺纹联接的预紧和防松 第五章 螺纹联接和螺旋传动 第二篇 联接 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 5-5 单个螺栓强度计算 5-6 提高螺纹联接强度的措施 5-7 螺旋传动 5-1 概述 5-1 概述 5-1 概述 一 .螺纹的主要参数 d 大径 d1 小径 d2 中径 （公称直径） P 螺距 n 线数 S 导程， S=nP 升角， 2dStan 牙型角 旋向 5-1 螺纹副的受力、效率和自锁 F 5-1 概述 二 .螺纹副的受力、效率和自锁 效率 拧紧力 F 轴向载荷 Q N 拧紧时： 松开时： )ta n (QF
2、v)ta n (QF v co sfftanvv拧紧时： 松开时： vtantantan)tan ( v自锁条件： v v 5-1 螺纹的牙型和特点（三角、管螺纹） 5-1 概述 三 .螺纹的类型和特点 1.三角螺纹（普通螺纹） 2.管螺纹 主要用于联接。 自锁性好，效率低，强度高 粗牙 细牙 用于水、煤气、润滑管道等的联接。 5-1 螺纹的牙型和特点（矩形、梯形、锯齿形） 5-1 概述 3.矩形螺纹 4.梯形螺纹 5.锯齿形螺纹 矩形螺纹尚未标准化，其它螺纹已标准化。 用于传动，效率最高，强度低，间隙不能调整。 用于传动，效率略低于矩形螺纹，强度高，间隙可调，常用。 用于单向传动。 5-2
3、螺纹联接的类型（螺栓联接） 5-2 螺纹联接的类型 5-2 螺纹联接的类型 一 .螺栓联接 普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接 两被联接件都较薄且都是通孔。 Md d0=d+1 d Md 5-2 螺纹联接的类型（双头螺栓联接） 5-2 螺纹联接的类型 二 .双头螺栓联接 两被联接件 一个较薄 光 孔 一个较厚 螺纹 孔 用于常拆时 5-2 螺纹联接的类型（螺钉联接） 5-2 螺纹联接的类型 三 .螺钉联接 两被联接件 一个较薄 光 孔 一个较厚 螺纹 孔 用于不常拆时 5-2 螺纹联接的类型（紧定螺钉联接） 5-2 螺纹联接的类型 四 .紧定螺钉联接 5-3 螺纹联接的预紧 5-3 螺纹联接的预紧
4、和防松 5-3 螺纹联接的预紧和防松 一 .预紧力 F0和拧紧力矩 T 拧紧 后 被联接件受压 螺栓受拉 拧紧的目的 拧紧力矩： T=T1+T20.2F 0d 式中： T1 螺纹副中摩擦力矩 T2 螺母与支承面间的摩擦力矩 2dta nFT 2v01 202030300c2 dDdDFf31T 5-3 防松 5-3 螺纹联接的预紧和防松 控制 T的方法 力矩法 测螺栓变形量 若采用 不控制 拧紧力矩，则螺栓直径不宜小于 M12。 二 . 防松 松动的原因 在冲击、振动或温度变化大时，螺纹副中摩擦力可能瞬时消失。 防 松的根本问题 防止螺母与螺栓相对转动。 5-3 防松装置 5-3 螺纹联接的预
5、紧和防松 常见的 防松装置 1.摩擦防松 使螺纹副中始终存在不随外载变化的正压力。 弹簧垫圈 优点： 简单，方便。 缺点： 偏载，在冲击振动下不可靠。 5-3 双螺母 5-3 螺纹联接的预紧和防松 双螺母 优点： 结构简单，防松可靠。 缺点： 尺寸大，不美观。 横向锁紧螺母 5-3 开口销 5-3 螺纹联接的预紧和防松 2.机械防松 利用机械装置将螺母与螺栓联成一体。 开口销与槽形螺母 工作可靠，装拆方便，用于有振动的机械上，但销易断。 5-3 圆螺母 5-3 螺纹联接的预紧和防松 圆螺母 与 带翅垫片 工作可靠，常用于滚动轴承的轴向定位。 止动垫圈 结构简单 ,使用方便 ,防松可靠。 5-3
6、 串联钢丝 5-3 螺纹联接的预紧和防松 串联钢丝 3.永久防松 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 一 .结构设计 二 .受力分析 目的 求出受力最大的螺栓，以进行单个螺栓强 度计算。 假设： 各螺栓直径、长度、材料和预紧力 F0相同； 受载后结合面仍为平面； 螺栓的变形在弹性范围内。 5-4 螺栓组受横向载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 1.螺栓组受横向载荷 FR 采用普通螺栓 FR FR FR FR 靠结合面的摩擦平衡外载荷 FR，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。 Rs0 FKizFf 2i1iizfFKF Rs0 5-
7、4 螺栓组受横向载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 靠剪切和挤压平衡外载荷 FR 铰制孔用螺栓 zFF RS 单个螺栓工作载荷： FR FR 51 2O634TTr1 r2 r3 5-4 螺栓组受扭矩 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 2.螺栓组受转矩 T 底板 绕 中心 O转动。 采用普通螺栓 靠结合面的摩擦力矩平衡外载荷 T，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。 TKrFfrFfrFf sz02010 is0 rfTKF0Ff0Ff0Ff 5-4 螺栓组受扭矩 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 采用铰制孔用螺栓 靠剪切、挤压力矩平衡外载荷 T。 TrFrFrF zTZ22T11T ZTZ22T
8、11TrFrFrF im a xm a xTTi rrFF 2im a xm a xT rrTFOT2151 2O63T4r1 r2 r3 FT3 FT2 FT1 变形协调条件： 最大工作载荷： 5-4 螺栓组受轴向载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 3.螺栓组受轴向载荷 FQ pFQ ZFF Q总载荷 FQ： 单个螺栓 工作载荷 ： 注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。 p 螺栓受预紧力 F0 5-4 螺栓组受倾覆力矩 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 4.螺栓组受倾覆力矩 M MLFLFLF zZ2211 ZZ2211LFLFLF im axm axi LLFF 2im a xm
9、 a x LLMF1 2 3 4 8 7 6 5 底板绕 O-O轴线 转动 拧紧后，工作前： 受 M后 左侧螺栓被拉紧 ,轴向力 右侧螺栓被放松 ,轴向力 变形协调条件： 最大工作拉力： 注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。 5-4 受力分析小结 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 小结： 外载 横向力 FR 扭矩 T 轴向力 FQ 倾覆力矩 M 普通螺栓 铰制孔用螺栓 iZfFKF RS0 ZFF RS iS0 rfTKF2im axm ax rrTFZFF Q2im a xm a x LLMF受拉 受剪 5-4 螺栓组受复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 ZFF RS c o
10、sFF2FFF 2TS22T2Sm a x5.螺栓组受复合载荷作用 1）铰制孔用螺栓受 FR+T FR 1 2 3 4 FR FR T 2im a xm a xT rrTFFS FT T 关键：受力图一定要画对。 5-4 螺栓组受复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 2）普通螺栓 ifFKF m a xS0 受 FR+T ZFF RS c o sFF2FFF 2TS22T2Sm a xFR FR T 2im a xm a xT rrTF1 2 3 4 FR T FT 螺栓 2、 3处横向力最大： FS FQ M 5-4 螺栓组受复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受 FQ+M Z
11、FF Q2im a xQm a x LLMZFF FQ M 2im a xm a x LLMFFQ 工作拉力 5-4 螺栓组受复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受 FR（或 T） +FQ ZFF QFFFFF 012 FQ FQ FR iZfFKF RS1 FR 残余预紧力 单个螺栓受的总拉力 FFF 02 工作拉力 5-4 螺栓组受复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受 FR（或 T） +M 2im a xm a x LLMFFFF 02 M iZfFKF RS0 FR 预紧力 受力最大螺栓的总拉力 m ax02 FFF 工作拉力 FR M FR M FQ 5-4 螺栓组受
12、复合载荷 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 受 FR（或 T） +FQ+M 2im a xQm a x LLMZFFFFFFF 0m a x12 FQ+M FR 受力最大螺栓的总拉力 m ax02 FFF 工作拉力 iZfFKF RS1 残余预紧力 5-4 螺栓组受力分析步骤 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 螺栓组受力分析步骤： 1.判别螺栓类型 普通螺栓 铰制孔用螺栓 不能受 FQ、 M 2.外载荷是否作用在形心 是 正交分解 否 将外载荷向形心简化 3.分析螺栓组受几种载荷作用？哪些螺栓受力最大？ 4.求最大载荷 普通螺栓 铰制孔用螺栓 m ax12 FFF c o sFF2FFF TS
13、2T2Sm axFQ、 M Fmax FR、 T F1 FR、 T 5-4 讨论题 5-4 螺栓组结构设计与受力分析 讨论： 请分析图示螺栓组受几种外载荷作用？ FR、 T 、 FQ、 M 螺栓组仅受 T作用 5-5 单个螺栓强度计算 5-5 单个螺栓强度计算 5-5 单个螺栓强度计算 一 .失效形式和设计准则 普通螺栓 静载：杆断 ,牙坏或塑变 保证静拉伸强度 变载：疲劳断裂 保证疲劳强度 铰制孔用螺栓：剪断、压溃 保证剪切、挤压强度 5-5 普通螺栓（仅受工作载荷） 5-5 单个螺栓强度计算 二 .螺栓静强度计算 1.普通螺栓 仅受工作载荷 例：性能等级 5.6表示 松联接 S4dFAF s21M P a5 0 0B M P a3 0 01065S 螺栓材料 F4d1 取标准 Md 例： d117.123mm 取 M20： d=20mm， d1=17.294mm 5-5普通螺栓（仅受预紧力） 5-5
