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1、山东大学考研专业课机械设计第6章螺纹联接1 主要类型主要类型 （表（表6.1 p100）螺栓联接螺栓联接主要主要类型类型螺纹余留长度螺纹余留长度 l1 静载荷静载荷 l1=(0.30.5)d;变载荷变载荷 l1=0.75d;冲击载荷或弯曲载荷冲击载荷或弯曲载荷 l1 d;铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓 l1 d;螺纹伸出长度螺纹伸出长度 a=(0.20.3)d; 螺栓轴线到被连接件边缘的螺栓轴线到被连接件边缘的距离距离 e=d+(36) mm用于经常拆装易磨损之处。孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙间留有间隙可承受横向载荷。a受剪螺栓联接受剪螺栓联接d潘存云教授研制l1 16.1 螺纹联接的主要类型、材
2、料和精度螺纹联接的主要类型、材料和精度ael1 1d受拉螺栓联接受拉螺栓联接Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.2螺纹联接的拧紧与防松螺纹联接的拧紧与防松测力矩扳手测力矩扳手预紧力控制方法预紧力控制方法: :连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松
3、脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。F F定力矩扳手定力矩扳手通常螺纹连接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。(1) 凭手感经验凭手感经验 (2) 测力矩扳手测力矩扳手(3) 定力矩扳手定力矩扳手 (4) 测定伸长量测定伸长量L LS SL LM ML LS SEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.2螺纹联接的拧紧与防松螺纹联接的拧紧与防松尼龙圈锁紧螺母
4、尼龙圈锁紧螺母连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动而失效。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松，即防止相对转动。防松的方法防松的方法 利用摩擦防松利用摩擦防松弹簧垫圈弹簧垫圈对顶螺母对顶螺母2 防松防松防止螺旋副相对转动。防止螺旋副相对转动。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011
5、Aspose Pty Ltd.6.2螺纹联接的拧紧与防松螺纹联接的拧紧与防松开口销与六开口销与六角开槽螺母角开槽螺母串联钢丝串联钢丝 直接锁住直接锁住圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈潘存云教授研制止动垫圈止动垫圈潘存云教授研制潘存云教授研制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.2螺纹联接的拧紧与防松螺纹联接的拧紧与防松冲点防松法冲点防松法 破坏螺纹副破坏螺纹副11.5P用冲头冲用冲头冲2至至3点点粘合法
6、防松粘合法防松涂粘合剂涂粘合剂Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.3 单个螺栓联接的受力分析单个螺栓联接的受力分析 和强度计算和强度计算螺栓联接螺栓联接的主要失的主要失效形式效形式滑扣滑扣 因经常拆装受拉螺栓受拉螺栓塑性变形塑性变形 螺纹部分疲劳断裂疲劳断裂受剪螺栓受剪螺栓 剪断剪断压溃压溃 螺杆和孔壁的贴合面经常拆卸经常拆卸 轴向变载荷轴向变载荷断裂断裂受剪螺栓受剪螺栓 经常拆卸经常拆卸 Evalu
7、ation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.3 单个螺栓联接的受力分析单个螺栓联接的受力分析 和强度计算和强度计算潘存云教授研制强度条件强度条件式中式中 dc= d1H/6 mm ， - -许用应力许用应力 受拉受拉紧紧螺栓联接螺栓联接FF力除以面积装配时需要拧紧，在工作状态下可能还需要补充拧紧。1. 只受预紧力的紧螺栓联接只受预紧力的紧螺栓联接2. 受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接螺栓与螺
8、母的螺纹牙及其他各部尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径d及螺距P等。 1 受拉螺栓联接受拉螺栓联接装配时不须要拧紧 受拉受拉松松螺栓联接螺栓联接Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.3 单个螺栓联接的受力分析单个螺栓联接的受力分析 和强度计算和强度计算螺栓受轴向拉力螺栓受轴向拉力 F
9、和摩擦力矩和摩擦力矩 T1 的双重作用。的双重作用。拉应力拉应力只受预紧力的紧螺栓联接只受预紧力的紧螺栓联接扭转切应力扭转切应力对于对于M10M64的普通钢制螺纹，可取：的普通钢制螺纹，可取： tanv v f v=0.17， d2 /d1=1.04 1.08, tanv v 0.5 得：得： 0.5 合成应力合成应力由此可见，对于M10 M64普通螺纹的钢制紧螺栓连接，在拧紧时，虽然同时承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时，可以只考虑拉伸强度计算，并将预紧力增大30%来考虑扭转的影响。强度条件强度条件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for
10、 .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.3 单个螺栓联接的受力分析单个螺栓联接的受力分析 和强度计算和强度计算受预紧力和工作载荷的受预紧力和工作载荷的 紧螺栓联接紧螺栓联接特别注意，特别注意，轴向载荷：轴向载荷： F0 F+F加预紧力后加预紧力后螺栓受拉伸长螺栓受拉伸长 1被连接件受压缩短被连接件受压缩短 2加载加载 F 后后:螺栓总伸长量增加为：螺栓总伸长量增加为： 总拉力为总拉力为 被连接件压缩量减少为：被连接件压缩量减少为： 残余预紧力减少为残余预紧力减少为 F ”很显然很显然 F ” F
11、 F2 2 F F3 3 F F4 4 F F5 5悬挂螺母悬挂螺母环槽螺母环槽螺母普通螺母普通螺母加厚螺母加厚螺母1015内斜螺母内斜螺母Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.5 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施2 减小附加应力减小附加应力要从结构、制造与装配精度采取措施。要从结构、制造与装配精度采取措施。采用凸台或沉孔结构采用凸台或沉孔结构切削加工支承面切削加工支承面支承面不平支承面不平
12、潘存云教授研制支承面倾斜支承面倾斜Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6.5 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施采用球面垫圈和腰采用球面垫圈和腰环螺栓可以保证螺栓的环螺栓可以保证螺栓的装配精度。装配精度。腰环螺栓腰环螺栓球面垫圈球面垫圈3 减小应力集中减小应力集中1.1.增大过渡圆角增大过渡圆角2.2.切制卸载槽切制卸载槽潘存云教授研制3.3.卸载过渡结构卸载过渡结构r r潘存云教授研制Eval
13、uation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4 降低应力幅降低应力幅6.5 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施 减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的。都能达到减小应力幅的目的。用柔性结构：加弹性元件、或采用柔性螺栓。用柔性结构：加弹性元件、或采用柔性螺栓。有密封要求时，采用金属薄垫片有密封要求时，采用金属薄垫片采用采用O O形密封圈形密封圈宜采取措施宜采取措施
14、: :dd潘存云教授研制0.8d0.7dEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.因密封采用软垫片将降低被连接件的刚度，这时可采用 6.5 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施6 改善制造工艺改善制造工艺冷镦头部、辗压螺纹冷镦头部、辗压螺纹疲劳强度提高疲劳强度提高30% 比车削 表面处理表面处理： 氰化、氮化也能氰化、氮化也能提高疲劳强度提高疲劳强度。5 选择适当的预紧力并保持不减退选择适当的预紧力并保持不减退 在同样的由于压陷引起的被联结件压缩变形减量在同样的由于压陷引起的被联结件压缩变形减量下，螺栓刚度小时预紧力减退量小。从减轻压陷来看，下，螺栓刚度小时预紧力减退量小。从减轻压陷来看，采用带有承压凸缘的螺栓头部要比采用垫圈效果好些。采用带有承压凸缘的螺栓头部要比采用垫圈效果好些。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！35
