机械设计联接讲解文档格式.docx

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例：

标准联接件：

圆柱体、单头、右旋、三角螺纹

5.1.2螺纹的主要参数

（1）直径：

大径－d公称

小径－d1　强度计算

中径－d2　几何计算

（2）线数n、螺距P、导程S

关系：

S=ZP径

（3）螺纹升角

tg=S/πd2

（4）牙型角

5.1.3螺纹的自锁与效率

（1）自锁条件　Ψ＜v＝P/cosα

（2）效率：

＝tgΨ/tg（Ψ+v）

一般使用Ψ＜20°

　　　　∝Ψ

20°

5.2螺纹联接的基本类型、标准联结件

5.2.1主要类型

结构上划分

（1）螺栓联接（研究对象）[挂图]

（2）螺钉联接[挂图]

（3）双头螺柱[挂图]

（4）紧定螺钉（可传递不大的力或扭矩）[挂图]

5.2.2标准联接件（表5-2）

5.3螺栓联接的预紧

（1）目的：

提供正压力＝＞磨擦力

确保紧密性

工作前需拧紧＝＞预紧

拧紧后螺栓受到预紧力

（2）预紧力F0

1F0的计算：

式（5-2、24、25）

2与F0对应的拧紧力矩T：

式（5-6、7）

3T的控制方法P67

常用　测力矩扳手　（实物）

定力矩扳手

5.4螺栓联接的防松

（1）松脱的原因

振动　轴向＝＞F0减小或消失

　　　周向

温度变化＝＞变形差＝＞F0下降＋周向振动

＝＞螺母（杆）松动

（2）防松方式　（挂图）

摩擦防松

机械防松　（形锁会）

破坏螺纹

5.5螺纹联接的强度计算

5.5.1工作类型与承载分析

　松螺联接紧螺栓联接

预紧力无有

外载方向轴向、横向轴向、横向

图例图5-12、图5-18图5-15、图5-13

螺杆承载受拉　剪受拉

＊松联接：

承载与外载对应　

**紧联接　受拉

受拉螺栓　松

　　　　　　　紧横

受剪螺栓轴

5.5.2计算准则

（1）受拉螺栓

1失效形式　螺牙：

挤、剪、变形

　　　　　　　　螺杆：

断裂

螺栓标准件――“等强度”

2计算准则：

危险截面处ca≤[]

3松螺栓联接（普通拉杆）

F—工作拉力、dc—危险截面直径≈d1

（2）受剪螺栓

　挤压：

式（5-21）

剪切：

式（5-22）

5.5.3紧螺栓联接的强度计算

一、螺杆的应力状态

拉应力（）＋扭剪应力（）

预紧力、轴向外载　螺纹摩擦力矩

二、强度计算理论－-“第4”

M10~M68

≈0.5

三、强度计算式

设F2――螺栓承受的轴向总载荷

三、F2的计算

（1）横的外载――螺栓仅受预紧力地F0

　　　　F2＝F0

（2）轴向外载（F）

状　态被联接件　螺栓　

压缩量压力伸长量拉力

未拧紧0000

拧紧mF0bF0

加轴载m-F0F1b+F1+F

F2=F1+F

F1---残余预紧力（取值P73）

5.6螺栓组联接的设计

5.6.1螺栓组联接的结构设计—布置、数量、形状

要求：

1）满足紧密性、联结固定的结构要求

2）使螺栓具有最佳的尺寸

3）加工装配工艺性好

设计要点：

1）对称：

结合面与布置形状、偶数、螺栓尺寸（P76~77:

1）、4））（加工、受力、布置*）

2）合理承载（P76~77:

2）、5））（掌握螺栓组受力）

3）合理的间距、边距（紧密性、扳手）

1）：

2）：

5.6.2螺栓组联接的受力分析

原因：

组中各螺栓受力常常是不均匀

目的：

求出受力最大的螺栓及其作用力

基本假设：

被联接件为刚体、预紧力相同、联接件刚度相同、弹性变形一致

分析方法：

4种典型载荷下的受力分析叠加合成法.=>

一般载荷分析

1.受横向载荷F（F过形心）

两种承载方式　普通螺栓―？

摩擦力承载？

螺栓？

　　　　　　　铰制孔用螺栓―？

螺栓受剪

（1）受拉螺栓预紧力F0

fF0ziKSF

Ks—防滑系数

F

（2）受剪螺栓剪力F

变形协调　　F＝F/z

2.受旋转力矩T

＊被联接件的旋转中心――螺栓组形心

＊＊承载――“两种”

（1）受拉螺栓预紧力（预紧力相等、底座摩擦力矩等于T）

fF0r1+fF0r2++fF0rzKST　

（2）受剪螺栓（底板静力平衡）

F1r1+F2r2++Fzrz=T

①

变形协调（剪切变形量与旋转半径成比例）

=>

剪力与半径成比例

i/ri=j/rj

Fsi/ri=Fsj/rj

代入①式

3.受轴向载荷F（F过形心）

F作用线在“组”形心上

F＝F/z

4.受倾覆力矩M

（1）几个概念

1紧螺栓受拉　受力不同

2底板为刚板，基座非刚体

底板有绕螺栓组形心轴翻转的趋势*

3底板静力平衡

F1l1+…+Fili+…+Fzlz=M

变形协调:

*基底放松基底受压螺栓进一步受拉螺栓放松底板受螺栓下拉力基底压力增加

5.一般载荷作用下的受力分析

分析图示扳手中的普通螺栓组联接的螺栓受力（承载方式？

）

解：

（1）将载荷平移至螺栓组的形心

＝＞F、T

（2）分别计算典型载荷下各螺栓联接处应传递（承受）的载荷*

F＝＞FF1、FF2，

T=>

FT1、FT2

（3）计算各螺栓联接处实际应传递的载荷――叠加合成（承载方式？

（4）计算承载最大的螺栓联接处，螺栓的预紧力。

*摩擦力承载并不直接作用在螺栓上，分布摩擦力简化在螺栓中心上

思考：

5.7螺纹联结件的材料及许用应力

5.7.1材料

1）按材料性能划分＋个级别（3.6~12.9）　

例　级6.8

6.　=>

　B/100=6

　　　　　　　σB=600Mpa　

.8=>

（10S/σB）=8

S=8B/10=8600/10=480MPa

5.7.2许用应力

[]=S/S

S—表5-10*不控制预紧力与直径有关

5.8螺旋传动

5.8.1特点

（1）运动特性

输入：

回转→直线运动（输出）

（2）应用特点

传动比大、精度较高、易自锁、效率低

5.8.2类型

（1）应用类型

1）传力（螺旋千斤顶）

2）传导（车床进给机构）

3）调节

（2）传动类型　

螺杆　　　螺母

转动→　　移动　　拖板

移动←　　转动　　举车器

转动→移动　固定手动剪床

固定　　　转动→移动　　较少

（3）按摩擦方式分类

滑动螺旋

滚动螺旋　　阻力小

静压螺旋结构复杂

5.8.3主要计算项目　

1、耐磨性

2、螺牙强度

3、螺杆强度

4、自锁

5、稳定性