山东大学考研专业课_机械设计第6章螺纹联接

第6章　螺纹联接§6.1　螺纹联接的主要类型、材料和精度§6.2　螺纹联接的拧紧与防松§6.3　单个螺栓联接的受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和强度计算§6.5　提高螺栓联接强度的措施§6.4　螺栓组联接的受力分析1主要类型（ 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 6.1p100）螺栓联接主要类型螺纹余留长度l1螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d;螺栓轴线到被连接件边缘的距离e=d+(3~6)mm用于经常拆装易磨损之处。孔与螺杆之间留有间隙§6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度§6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度螺栓联接主要类型螺钉联接座端拧入深度H，当螺孔材料为：双头螺柱联接连接件厚，允许拆装。螺纹孔深度H1=H+(2~2.5)p;钻孔深度H2=H1+(0.5~1)d;参数l1、e、a与螺栓相同结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。§6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度紧定螺钉联接§6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度2螺纹紧固件的性能等级和材料 螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为10级：3.64.65.65.86.88.89.810.912.9 螺栓、螺柱、螺钉的材料：3.6－低谈钢4.6～6.8－低碳钢或中碳钢8.89.8－中碳钢或低碳合金钢10.9－中碳钢、低碳钢或中碳合金钢12.9－合金钢 螺母的性能等级：m≥0.8D4568910120.5D≤m<0.8D0405 螺母的材料：中碳钢§6.1螺纹联接的主要类型、材料和精度3螺纹公差和精度 螺纹公差内螺纹的公差带为G和H两种，外螺纹的公差带为e,f,g,h四种。 精度 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 规定了三种不同的精度：精密、中等、粗糙。§6.2　螺纹联接的拧紧与防松拧紧：大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。拧紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。预紧力的确定原则：拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。一般螺纹连接在装配时都必须拧紧，这时螺纹连接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹连接，应控制其预紧力，因为预紧力的大小对螺纹连接的可靠性，强度和密封均有很大影响。碳素钢螺栓：F0≤(0.6~0.7)σsA1合金钢螺栓：F0≤(0.5~0.6)σsA1A1——危险截面积，A1≈πd21/41螺纹联接的拧紧§6.2　螺纹联接的拧紧与防松拧紧力矩T1－克服螺纹副相对转动的阻力矩；T2－克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩；设预紧力为F’或预紧力（不受轴向载荷）简化 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 适用于M10~M60的粗牙螺纹，f’=0.15,fc=0.15,T≈0.2F’dF‘是由连接要求决定的，为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠，应取：注意：对于重要的连接，应尽可能采用大于M12的螺栓。§6.2　螺纹联接的拧紧与防松测力矩扳手预紧力控制方法: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。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(2)测力矩扳手(3)定力矩扳手(4)测定伸长量§6.2　螺纹联接的拧紧与防松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 利用摩擦防松2防松－防止螺旋副相对转动。§6.2　螺纹联接的拧紧与防松 直接锁住§6.2　螺纹联接的拧紧与防松 破坏螺纹副§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算螺栓联接的主要失效形式滑扣因经常拆装受拉螺栓塑性变形螺纹部分疲劳断裂受剪螺栓剪断压溃螺杆和孔壁的贴合面经常拆卸－轴向变载荷断裂受剪螺栓经常拆卸§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算强度条件式中dc=d1－H/6mm，[σ]-许用应力 受拉紧螺栓联接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2.受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接装配时不须要拧紧 受拉松螺栓联接§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算螺栓受轴向拉力F’和摩擦力矩T1的双重作用。拉应力－只受预紧力的紧螺栓联接扭转切应力对于M10~M64的普通钢制螺纹，可取：tanρv≈fv=0.17，d2/d1=1.04~1.08,tanρv≈0.5得：τ≈0.5σ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§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算－受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接特别注意，轴向载荷：F0≠F‘+F加预紧力后→螺栓受拉伸长δ1→被连接件受压缩短δ2加载F后:螺栓总伸长量增加为：总拉力为被连接件压缩量减少为：残余预紧力减少为F”很显然F”<F’件放松了∆δ+δ1δ2－∆δF0=F+F”§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算代入得：静强度条件重要场合的螺栓连接，还应进行疲劳强度校核。设计公式当工作拉力在F1~F2之间变化时，螺栓所受总拉力在F01~F02之间变化。螺栓的拉力变幅：强度条件：§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算2受剪螺栓联接螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为螺栓杆的剪切强度条件为FR－螺栓所受的工作剪力，单位为N；这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接接合面处，螺栓杆则受剪切。设计时应使h≥1.25dd－螺栓剪切面的直径，单位为mm；h－螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm。设计公式§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算　当承受横向工作载荷时，预紧力F’导致接合面所产生的摩擦力应等于横向载荷FR。kf－可靠性系数，常取kf=1.1~1.3预紧力F’μs－摩擦系数，对钢与铸铁，取μs=0.1~0.15m－结合面数上图m=1,下图m=2若取μs=0.15，kf=1.2,m=1,则F’≥8FR→结构尺寸大Ff=μsF’§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算改进措施：(1)采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用(2)采用无间隙的铰制孔用螺栓。3许用应力（表6.3）螺纹连接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷)、装配情况(松、紧连接)、材料、结构尺寸有关。许用拉应力许用切应力和挤压应力被连接件为钢被连接件为铸铁§6.3单个螺栓联接的受力分析和强度计算§6.4螺栓组联接的受力分析1受轴向力FQ的螺栓组联接螺纹组联接受力分析的任务是求出联接中各螺栓受力的大小，特别是其中受力最大的螺栓及其载荷。分析时通常作以下假设：①被联接件为刚体；②各螺栓的拉伸刚度或剪切刚度及预紧力都相同；③螺栓的应变没有超出弹性范围。若作用在螺栓组上轴向总载荷FQ作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心，则各个螺栓受载相同，每个螺栓所受轴向工作载荷为：§6.4螺栓组联接的受力分析　　2受横向力FR的螺栓组联接对于普通螺栓连接，按预紧后接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷的要求，有图示为由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组连接。对于铰制孔用螺栓连接，每个螺栓所受工作剪力，有式中z为螺栓数目。　采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T。§6.4螺栓组联接的受力分析3受旋转力矩T的螺栓组联接　采用普通螺栓，是靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。§6.4螺栓组联接的受力分析4受倾覆力矩M的螺栓组联接小结：1.受轴向力FQ的螺栓组联接和受倾覆力矩M的螺栓组联接，由于螺栓受拉，一般用受拉螺栓（普通螺栓）；2.受横向力FR的螺栓组联接和受转矩T的螺栓组联接，可用受拉螺栓也可用受剪螺栓。受拉螺栓是通过联接接合面的摩擦力抵抗载荷的，受剪螺栓则是螺栓杆直接受压来抵抗载荷的。§6.4螺栓组联接的受力分析螺栓联接计算小结将螺栓组受力分解受拉螺栓受剪螺栓受拉螺栓F总=Fq+Fm+FRT§6.4螺栓组联接的受力分析受剪螺栓横向力FR旋转力矩T　防止接合面受压最小处出现间隙：防止接合面受压最大处被压溃：§6.5提高螺栓联接强度的措施1均匀螺纹牙受力分配悬挂螺母环槽螺母内斜螺母§6.5提高螺栓联接强度的措施2减小附加应力要从结构、制造与装配精度采取措施。§6.5提高螺栓联接强度的措施　　采用球面垫圈和腰环螺栓可以保证螺栓的装配精度。3减小应力集中1.增大过渡圆角2.切制卸载槽3.卸载过渡结构4降低应力幅§6.5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。有密封要求时，采用金属薄垫片采用O形密封圈宜采取措施: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6改善制造工艺冷镦头部、辗压螺纹表面处理：氰化、氮化也能提高疲劳强度。5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。