第五章螺纹连接和螺旋传动PPT资料.ppt
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如螺纹连接、普通平键连接。
彼此有相对运动。
如花键、螺旋传动等。
运动副运动副22、按、按传载原理传载原理分分靠摩擦力(力闭合):
如受横向载荷的紧螺栓连接、过盈连接。
靠摩擦力(力闭合):
非摩擦(形闭合):
靠连接零件的相互嵌合传载,如平键。
材料锁合连接:
利用附加材料分子间作用,如粘接、焊接。
33、按、按拆开时是否损坏零件拆开时是否损坏零件分分11/6/20224直径直径大径大径dd:
公称直径公称直径。
M20d=20mmM20d=20mm小径小径dd11:
螺纹的最小直径。
:
中径中径dd22:
齿厚:
齿厚=齿槽宽处直径,几何计齿槽宽处直径,几何计算用。
算用。
一般取:
dd22=(d+d=(d+d11)/2)/2螺距螺距pp线数线数nn:
n=1n=1时用于连接时用于连接;
nn11时用于传动;
时用于传动;
nn,但为便于制造,但为便于制造n4n4牙形角牙形角:
螺纹牙两侧面夹角。
一、螺纹的主要参数一、螺纹的主要参数5.5.11螺纹螺纹11/6/20225二、螺纹的类型二、螺纹的类型右旋右旋左旋左旋螺纹位置:
内螺纹螺纹位置:
内螺纹螺母;
外螺纹螺母;
外螺纹螺钉。
螺钉。
旋向判定:
顺着轴线方向看,可见侧左边高顺着轴线方向看,可见侧左边高则为左旋,右边高则为右旋。
则为左旋,右边高则为右旋。
螺纹旋向:
左旋螺纹,右旋螺纹螺纹旋向:
左旋螺纹,右旋螺纹(常用)(常用)。
思考:
中径升角中径升角:
导程导程ss:
s=s=npnp11/6/20226连接:
效率低、自锁性好。
连接:
传动:
效率高、自锁性差。
螺纹牙形:
三角形、矩形、梯形、锯齿形等螺纹牙形:
三角形、矩形、梯形、锯齿形等30303330306060三角形三角形梯形梯形锯齿形锯齿形矩形矩形单线,用于连接单线,用于连接双线或多线,常用于传动双线或多线,常用于传动粗牙:
一般情况下使用。
粗牙:
细牙:
dd相同,相同,pp小,小,小,牙浅,自锁性好,但不小,牙浅,自锁性好,但不耐磨,易滑扣。
耐磨,易滑扣。
用于变载荷场合。
连接螺纹:
一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。
螺纹线数螺纹线数:
单线(连接);
多线(传动)。
11/6/20227一、主要类型(一、主要类型(注意各图的画法注意各图的画法)11、螺栓连接、螺栓连接受拉受拉普通螺栓普通螺栓普通螺栓:
普通螺栓:
无需在被连件上加工螺纹无需在被连件上加工螺纹孔,装拆方便,用于孔,装拆方便,用于两被两被连件均不太厚连件均不太厚的场合。
的场合。
受剪受剪铰制孔螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓:
铰制孔螺栓:
除起连接作用外,除起连接作用外,还起还起定位定位作用。
作用。
5.25.2螺纹连接螺纹连接11/6/2022822、双头螺柱连接、双头螺柱连接用于用于有一连接件较厚,并有一连接件较厚,并经常装拆经常装拆的场合,拆卸时只需的场合,拆卸时只需拧下螺母即可。
拧下螺母即可。
33、螺钉连接、螺钉连接用于用于有一连接件较厚,有一连接件较厚,且不需经常装拆且不需经常装拆的场合。
11/6/2022944、紧定螺钉连接、紧定螺钉连接螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑,以固定螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑,以固定两个零件的相互位置,并两个零件的相互位置,并可传递不大的力或力矩可传递不大的力或力矩。
11/6/202210二、螺栓连接的预紧与防松二、螺栓连接的预紧与防松11、预紧、预紧受载之前受载之前拧紧螺母拧紧螺母预紧力预紧力FF00预紧预紧连接刚度连接刚度防松能力防松能力紧密性紧密性(11)拧紧力矩)拧紧力矩T=T=?
螺母支承面间的摩擦阻力矩螺母支承面间的摩擦阻力矩以螺母分析:
以螺母分析:
T=TT=T11+T+T22螺纹副间的摩擦力矩螺纹副间的摩擦力矩11/6/202211螺纹副间有效圆周力螺纹副间有效圆周力11/6/202212(rrff支承面摩擦半径)支承面摩擦半径)kktt拧紧力矩系数,一般取拧紧力矩系数,一般取kktt=0.2=0.2螺纹副间有效圆周力螺纹副间有效圆周力11/6/202213(22)控制)控制TT的方法的方法TFTF拉断、滑扣拉断、滑扣TT不能满足工作要求不能满足工作要求控制控制TT的大小的大小一般情况凭经验,拧紧即可。
一般情况凭经验,拧紧即可。
方法:
测量螺栓伸长量:
(大型螺栓连接)(大型螺栓连接)定力矩扳手定力矩扳手测力矩扳手测力矩扳手冲击扳手冲击扳手11/6/202214采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力,准确性较差,也不采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力,准确性较差,也不适用与大型的螺栓连接。
为此,可以采用测量螺栓伸长量的方法来适用与大型的螺栓连接。
为此,可以采用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。
控制预紧力。
测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量11/6/202215(33)严格控制预紧力时)严格控制预紧力时dM12M16dM12M16标准扳手长度标准扳手长度L=15dL=15d,若拧紧力为,若拧紧力为FF,则:
,则:
T=FL=15dF=0.2FT=FL=15dF=0.2FddFF=75F=75F若若F=200NF=200N,则,则FF=15000N=15000N。
小于小于M12M12,则易拉断。
,则易拉断。
二、防松二、防松11、螺纹连接按自锁条件设计:
、螺纹连接按自锁条件设计:
vv。
静载下不会自行松脱。
22、松动原因、松动原因冲击、振动、变载荷下冲击、振动、变载荷下温度变化较大时温度变化较大时螺旋副摩擦力螺旋副摩擦力FFff减小或瞬时消失减小或瞬时消失松动松动11/6/202216对顶螺母对顶螺母33、防松方法、防松方法防止螺旋副相对转动。
防止螺旋副相对转动。
按防松原理不同,分为三类:
aa)摩擦防松摩擦防松自锁螺母自锁螺母11/6/202217弹簧垫圈弹簧垫圈开口方向:
开口方向:
斜向右下方斜向右下方弹性增压弹性增压尖端抵住尖端抵住开口销与槽形螺母开口销与槽形螺母bb)机械防松(直接锁住)机械防松(直接锁住)11/6/20221811/6/202219正确正确不正确不正确注意注意金属丝穿入方向金属丝穿入方向串连金属丝串连金属丝11/6/202220cc)破坏螺纹副关系破坏螺纹副关系不可拆连接不可拆连接胶接胶接冲点冲点焊住焊住11/6/2022215.3螺栓连接的强度计算失效形式失效形式设计步骤设计步骤松螺栓连接强度设计松螺栓连接强度设计紧螺栓连接强度设计紧螺栓连接强度设计1仅受预紧力仅受预紧力的紧螺栓连接的紧螺栓连接2受横向载荷受横向载荷的紧螺栓连接的紧螺栓连接3受轴向载荷受轴向载荷的紧螺栓连接的紧螺栓连接螺栓连接螺栓连接受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓松连接:
不拧紧,无预紧力松连接:
不拧紧,无预紧力FF0,仅受工作载荷,仅受工作载荷FF紧连接:
需拧紧紧连接:
需拧紧仅受预紧力仅受预紧力FF0同时受预紧力同时受预紧力FF0和工作载荷和工作载荷FF11/6/202222一一.失效形式失效形式失效形式:
失效形式:
u1.1.螺纹部分的塑性变形和螺栓杆的断螺纹部分的塑性变形和螺栓杆的断裂(裂(普通普通螺栓)螺栓)u2.2.螺栓杆剪断或帖合面压溃(螺栓杆剪断或帖合面压溃(受剪受剪螺栓)螺栓)u3.3.经常装拆因磨损而发生滑扣经常装拆因磨损而发生滑扣u普通螺栓主要为普通螺栓主要为螺杆的疲劳断裂螺杆的疲劳断裂u受剪螺栓受剪螺栓(铰制孔螺栓铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切主要为压溃和剪切11/6/202223二二.设计步骤设计步骤一般设计步骤:
一般设计步骤:
u螺栓组受力分析螺栓组受力分析找出受力最大的螺栓找出受力最大的螺栓单个螺单个螺栓受力分析栓受力分析和失效分析和失效分析单个螺栓强度计算单个螺栓强度计算确确定螺栓的尺寸(直径、长度)定螺栓的尺寸(直径、长度)11/6/202224三三.松螺栓连接强度设计松螺栓连接强度设计u受载荷形式受载荷形式轴向拉伸轴向拉伸(工作拉力工作拉力F)F)u失效形式失效形式螺栓塑变或拉断螺栓塑变或拉断u设计准则设计准则保证螺栓拉伸强度保证螺栓拉伸强度u强度条件:
强度条件:
ssssu设计计算方法:
设计计算方法:
校核式校核式:
设计式设计式:
式中:
d1螺纹小径(螺纹小径(mm);
);
螺栓的许用拉应力(螺栓的许用拉应力(Mpa)。
11/6/202225四.紧螺栓连接强度设计1.1.仅受预紧力的紧螺栓连接仅受预紧力的紧螺栓连接(工作前预紧,工作中受力不变,(工作前预紧,工作中受力不变,例:
普通设备盖板)例:
普通设备盖板)u受载荷形式受载荷形式拧紧后拧紧后:
轴向拉伸轴向拉伸(轴向拉力轴向拉力FF00)拧紧过程中拧紧过程中:
轴向拉伸轴向拉伸FF00、扭力、扭力TTu失效形式失效形式螺栓拉断螺栓拉断(拉、扭综合作用拉、扭综合作用)u设计准则设计准则保证螺栓拉伸强度保证螺栓拉伸强度u强度条件:
sscassu设计计算方法:
TF0F0拧紧力矩拧紧力矩TT剪应力剪应力预紧拉力预紧拉力FF拉应力拉应力设计式设计式:
11/6/2022262.2.受横向载荷的紧螺栓连接受横向载荷的紧螺栓连接u受载荷形式受载荷形式工作载荷作用之前工作载荷作用之前,螺栓已受预紧力,螺栓已受预紧力F0作用作用(拧紧过程中拧紧过程中:
轴向拉伸轴向拉伸F0、扭力、扭力T)拧紧后拧紧后:
预紧力预紧力F0u失效形式失效形式相同否相同否?
两种情况的工作原理不同两种情况的工作原理不同!
普通螺栓普通螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓11/6/202227受横向载荷的普通螺栓连接受横向载荷的普通螺栓连接u受载荷形式受载荷形式拧紧过程中拧紧过程中:
轴向拉伸轴向拉伸FF00、扭力扭力TTu失效形式失效形式螺栓拉断螺栓拉断(拉、扭综合作用拉、扭综合作用)u设计准则设计准则保证螺栓拉伸强度保证螺栓拉伸强度u
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- 第五 螺纹 连接 螺旋 传动