第七章螺纹连接与螺旋传动精选PPT.ppt
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1、第七章螺纹连接与螺旋传动第1页,本讲稿共31页引言7-0 引 言 由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因,机器中由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因,机器中很多零件需要彼此连接。很多零件需要彼此连接。连接的类型:连接的类型:螺纹连接螺纹连接键连接、花键连接、销连接键连接、花键连接、销连接弹性环连接等弹性环连接等铆接铆接焊接焊接粘接粘接连接连接可拆连接可拆连接不可拆连接不可拆连接过盈连接过盈连接(介于两者之间)(介于两者之间)第2页,本讲稿共31页5-1 5-1 螺纹螺纹7-1 7-1 螺纹螺纹一、螺纹的主要参数一、螺纹的主要参数大径大径d d 是螺纹的公称直径。是螺纹的公称直径。
2、小径小径d d1 1常用于强度计算。常用于强度计算。中径中径d d2 2常用于几何计算。常用于几何计算。螺距螺距P P 相邻两螺纹牙上对应点相邻两螺纹牙上对应点 间的轴向距离。间的轴向距离。导程导程 S S 沿螺纹上同一条螺旋线沿螺纹上同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离,转一周所移动的轴向距离,S S=nPnP。线数线数 n n 螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。牙型角牙型角a a在轴向截面内,螺纹牙型两侧边的夹角。在轴向截面内,螺纹牙型两侧边的夹角。牙型斜角牙型斜角在轴向截面内,螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂在轴向截面内,螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂 线之间的夹角。线之间的夹角。第3页,本讲
3、稿共31页螺纹的类型螺纹的类型螺纹升角螺纹升角螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。螺纹螺纹二、螺纹的类型二、螺纹的类型螺纹分为螺纹分为外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹左旋左旋右旋右旋常用右旋常用右旋效率较高,主要用于螺旋传动效率较高,主要用于螺旋传动此外,还此外,还有有 管螺纹:管螺纹:主要用于管路的连接。主要用于管路的连接。按牙型的不同分为按牙型的不同分为普通螺纹:普通螺纹:矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹效率低,易自锁,多用于连接。效率低,易自锁,多用于连接。详细介绍详细介绍第4页,本讲稿共31页5-2 5-2 螺纹连接螺纹连
4、接7-2 7-2 螺纹连接螺纹连接一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型受拉螺栓连接(普通螺栓连接)受拉螺栓连接(普通螺栓连接)受剪螺栓连接(铰制孔用螺栓连接)受剪螺栓连接(铰制孔用螺栓连接)1 1)螺栓连接)螺栓连接2 2)双头螺柱连接)双头螺柱连接3 3)螺钉连接)螺钉连接4 4)紧定螺钉连接)紧定螺钉连接详细说明详细说明 螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺纹连接件螺纹连接件。在机械制造中常用。在机械制造中常用螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化,设计时可以根据有关标准选用(螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化,设计时可以根据有关标准选用(参参考课本考课本
5、P8182表表7.1)。)。第5页,本讲稿共31页螺纹连接的拧紧螺纹连接的拧紧螺纹连接螺纹连接二、螺纹连接的拧紧二、螺纹连接的拧紧 大多数螺纹连接在装配时就已经拧紧,称之为大多数螺纹连接在装配时就已经拧紧,称之为预紧预紧。预紧使连接中的。预紧使连接中的零件所受的力称为零件所受的力称为预紧力,预紧力,用用 FF表示表示 。预紧的目的:增大连接的刚性;提高紧密性;防松。预紧的目的:增大连接的刚性;提高紧密性;防松。预紧力的控制:预紧力的控制:通常,通过控制通常,通过控制拧紧力矩拧紧力矩 M M 来控制预紧力。来控制预紧力。预紧力和预紧力矩之间的关系:预紧力和预紧力矩之间的关系:注意注意:对于重要的
6、连接,尽可能不采用直径过小:对于重要的连接,尽可能不采用直径过小(M12)M12)的螺栓。的螺栓。可采用可采用测力矩扳手测力矩扳手或或定力矩扳手定力矩扳手控制拧紧力矩。对于重要的控制拧紧力矩。对于重要的螺栓连接,也可以通过螺栓连接,也可以通过控制螺栓的伸长量控制螺栓的伸长量来控制预紧力。来控制预紧力。第6页,本讲稿共31页纹连接的防松纹连接的防松螺纹连接螺纹连接三、螺纹连接的防松三、螺纹连接的防松 螺纹连接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷螺纹连接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下,或在温度变化较大的情况下,螺纹连接可能会产生松脱现象。作用下,
7、或在温度变化较大的情况下,螺纹连接可能会产生松脱现象。防松的本质在于防止螺旋副相对转动。防松的本质在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同,防松方法分三类:按工作原理的不同,防松方法分三类:(详见表(详见表7.37.3)摩擦防松摩擦防松机械防松机械防松永久止动永久止动详细说明详细说明第7页,本讲稿共31页5-3 5-3 单个螺栓连接的强度单个螺栓连接的强度7-3 7-3 单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算 本节以螺栓连接为代表,讨论强度计算问题,其方法和结论也适本节以螺栓连接为代表,讨论强度计算问题,其方法和结论也适用于其他形式的螺纹连接。用于其他形式的螺纹连接。螺栓连接螺栓连接强度
8、计算的目的强度计算的目的是:确定防止失效所需的螺栓直径。是:确定防止失效所需的螺栓直径。连接的连接的强度计算内容强度计算内容,根据其可能的失效形式而定。,根据其可能的失效形式而定。螺纹连接的受载形式基本分为:螺纹连接的受载形式基本分为:采用受拉螺栓采用受拉螺栓可用受剪螺栓,也可用受拉螺栓。可用受剪螺栓,也可用受拉螺栓。轴向载荷(沿轴线方向):轴向载荷(沿轴线方向):横向载荷(横向载荷(轴线方向):轴线方向):下面按螺栓类型和受载形式的不同,分别讨论其强度计算方法。下面按螺栓类型和受载形式的不同,分别讨论其强度计算方法。一、受剪螺栓连接的强度计算一、受剪螺栓连接的强度计算其主要失效形式为:其主要
9、失效形式为:螺栓被剪断螺栓被剪断孔壁被压溃孔壁被压溃第8页,本讲稿共31页受剪螺栓的强度受剪螺栓的强度2 2)螺栓杆与孔壁的)螺栓杆与孔壁的挤压强度挤压强度条件为:条件为:1 1)螺栓杆的)螺栓杆的剪切强度剪切强度条件为:条件为:式中:式中:Fs螺栓所受的工作剪力(螺栓所受的工作剪力(N););ds螺栓剪切面的直径(螺栓剪切面的直径(mm););m螺栓受剪面数;螺栓受剪面数;螺栓的许用切应力,见表螺栓的许用切应力,见表59。单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算式中:式中:h计算对象(计算对象(即即 最小者)最小者)的挤压面高度(的挤压面高度(mm););计算对象的许用挤压应力(计算对象
10、的许用挤压应力(Mpa),见表,见表59。第9页,本讲稿共31页受拉螺栓的强度受拉螺栓的强度单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算二、受拉螺栓连接的强度计算二、受拉螺栓连接的强度计算受拉螺栓连接受拉螺栓连接松连接:不预紧的。松连接:不预紧的。紧连接:预紧的。紧连接:预紧的。1.松螺栓连接的强度计算松螺栓连接的强度计算工作中,松螺栓只受工作中,松螺栓只受工作拉力工作拉力 F。强度条件强度条件为:为:设计式设计式为为:式中: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)。实例实例 受拉螺栓的失效形式受拉螺栓的失效形式主要是:主要是:螺纹部分的塑性变形。
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