机械设计ppt课件:螺纹连接.ppt
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1、第三章第三章 螺纹联接与螺旋传动螺纹联接与螺旋传动3-1 螺纹基本知识螺纹基本知识3-3 单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算3-6 螺旋传动螺旋传动3-4 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施3-2 螺栓组联接受力分析与计算螺栓组联接受力分析与计算3-5 螺纹连接的防松螺纹连接的防松连连 接接机械动连接机械动连接运动副运动副机械静连接机械静连接焊接、焊接、胶接、胶接、铆接铆接螺纹连接螺纹连接、键连接、键连接销连接等销连接等一、螺纹的形成一、螺纹的形成将直角三角形缠绕到直将直角三角形缠绕到直径为径为d d2 2的圆柱上,其斜的圆柱上,其斜边在圆柱上形成的螺旋边在圆柱上形成的螺旋
2、形体形体螺纹螺纹螺纹的类型(螺纹的类型(表表3-2)(1 1)按螺纹牙形分)按螺纹牙形分三角形螺纹三角形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三角形三角形螺纹用螺纹用于联接于联接3-1 3-1 螺纹联接基本知识螺纹联接基本知识(2 2)按螺纹旋向分)按螺纹旋向分将圆柱体将圆柱体直立判断:直立判断:螺纹右倾螺纹右倾为右旋,为右旋,螺纹左倾螺纹左倾为左旋。为左旋。右旋右旋螺纹螺纹 左旋左旋螺纹螺纹(3)按螺纹头数分)按螺纹头数分单头单头多头多头单头螺纹单头螺纹的自锁性的自锁性较好,故较好,故联接螺纹联接螺纹多见单头多见单头螺纹。螺纹。(5 5)按螺纹尺寸基制分)按螺纹尺寸基制分米
3、制(毫米)米制(毫米)英制英制(英寸)(英寸)主要用于普通公制联接用螺纹。主要用于普通公制联接用螺纹。主要用于管螺纹。主要用于管螺纹。(4 4)按螺纹分布位置分)按螺纹分布位置分内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹(1 1)普通螺纹)普通螺纹牙型为三角形、用米制表达尺寸、用于紧固的圆柱形联接螺纹。牙型为三角形、用米制表达尺寸、用于紧固的圆柱形联接螺纹。1 1)大径)大径d d:公称直径公称直径;2 2)小径)小径d d1 1:强度计算用直径;强度计算用直径;3 3)中径)中径d d2 2:螺纹配合用直径螺纹配合用直径;4 4)螺距)螺距 P P:中径线上两牙之距;中径线上两牙之距;5 5)导程)导程 L
4、L:同一条螺旋线上两牙之距;同一条螺旋线上两牙之距;(为螺旋线头数)(为螺旋线头数)二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数6 6)升角)升角 :螺柱底平面与中径线上螺旋线切线之间所夹锐角;螺柱底平面与中径线上螺旋线切线之间所夹锐角;7 7)牙型角)牙型角 :螺纹牙型之夹角(螺纹牙型之夹角(=60=60o o 三角螺纹);三角螺纹);三角形三角形(2 2)螺纹特点及应用螺纹特点及应用:矩形矩形=0梯形梯形螺旋副效率螺旋副效率螺旋副自锁条件螺旋副自锁条件同一公称直径上根据螺距不同普通螺同一公称直径上根据螺距不同普通螺纹可分为:纹可分为:1 1)普通粗牙螺纹:)普通粗牙螺纹:用于一般联接。用于一般联接
5、。2 2)普通细牙螺纹:)普通细牙螺纹:用于薄壁零件联接。用于薄壁零件联接。三角形螺纹自锁性好,三角形螺纹自锁性好,用于连接螺纹用于连接螺纹。矩形、梯形螺纹传动效率高,矩形、梯形螺纹传动效率高,用于传动用于传动螺螺纹纹。三三、螺纹的精度、螺纹的精度:1 1、普通螺纹的标记、普通螺纹的标记螺纹代号螺纹代号-公差带代号公差带代号-旋合长度代号旋合长度代号M和公称直径和公称直径中径和顶径中径和顶径公差带公差带S、N、L M105g6gS螺纹代号(普通螺纹,公称直径为螺纹代号(普通螺纹,公称直径为10mm)中径公差带代号中径公差带代号 顶径(大径)公差带代号顶径(大径)公差带代号 旋合长度代号旋合长度
6、代号 M101 左左6H 螺螺纹纹代代号号(公公称称直直径径为为10mm,螺螺距距为为1mm的的细牙螺纹,螺纹旋向左旋)细牙螺纹,螺纹旋向左旋)中径和顶径(小径)公差带代号中径和顶径(小径)公差带代号 M2025H/5g6g 内螺纹公差带代号内螺纹公差带代号 外螺纹公差带代号外螺纹公差带代号 示例示例1 1:M 24 GB196M 24 GB1968181公称直径公称直径d=24mmd=24mm的普通粗牙螺纹;的普通粗牙螺纹;示例示例2 2:M 24 M 24 1.51.5 GB196 GB1968181公称直径公称直径d=24mmd=24mm,螺距,螺距P=1.5mmP=1.5mm的普通细牙
7、螺纹;的普通细牙螺纹;四、螺纹联接的基本类型四、螺纹联接的基本类型受拉螺栓联接(普通螺栓联接)受拉螺栓联接(普通螺栓联接)受剪螺栓联接(铰制孔用螺栓联接)受剪螺栓联接(铰制孔用螺栓联接)1)螺栓联接)螺栓联接2)双头螺柱联接)双头螺柱联接3)螺钉联接)螺钉联接4)紧定螺钉联接)紧定螺钉联接1、常用标准、常用标准螺纹联接件螺纹联接件(1)螺栓)螺栓按精度不同分为:按精度不同分为:普通螺栓、精制螺栓普通螺栓、精制螺栓按头部形状分:按头部形状分:标准六角头螺栓、小六角头螺栓。标准六角头螺栓、小六角头螺栓。按直径特点分为:按直径特点分为:等径螺柱、不等径螺柱等径螺柱、不等径螺柱(2)双头螺柱)双头螺柱
8、按螺纹长度分为:按螺纹长度分为:两端螺纹等长、两端螺纹不等长两端螺纹等长、两端螺纹不等长(3)螺钉)螺钉主要按头部形状分:主要按头部形状分:内六角头、六角内六角头、六角头、开槽圆头、开槽沉头、开槽盘头、头、开槽圆头、开槽沉头、开槽盘头、开槽十字头、滚花头等;开槽十字头、滚花头等;主要按端部形状分:主要按端部形状分:锥端、平端、长锥端、平端、长圆柱端、凹端等紧定螺钉。圆柱端、凹端等紧定螺钉。(4)紧定螺钉)紧定螺钉(5)螺母)螺母按精度不同分为:按精度不同分为:普通螺母、精制螺母普通螺母、精制螺母按厚度不同分为:按厚度不同分为:标准螺母、薄螺母、加厚螺母标准螺母、薄螺母、加厚螺母按功用不同分为:
9、按功用不同分为:一般螺母、防松螺母一般螺母、防松螺母(6)垫圈)垫圈按适用场合分为:按适用场合分为:平垫、薄平垫、斜垫、弹簧垫等。平垫、薄平垫、斜垫、弹簧垫等。2 2、螺纹连接类型、螺纹连接类型(1 1)螺栓联接螺栓联接螺栓杆部与被联接件孔螺栓杆部与被联接件孔之间有间隙,孔加工精之间有间隙,孔加工精度要求低;结构简单;度要求低;结构简单;装拆方便;螺栓受拉力装拆方便;螺栓受拉力主要承受轴向载荷;应主要承受轴向载荷;应用广泛。用广泛。普通螺栓普通螺栓联接联接螺栓杆部与被联接件空螺栓杆部与被联接件空之间为配合关系,杆孔之间为配合关系,杆孔配合精度要求高;螺栓配合精度要求高;螺栓受剪切、挤压主要用于
10、受剪切、挤压主要用于横向载荷大的联接。横向载荷大的联接。铰制孔螺栓铰制孔螺栓联接联接(2 2)双头螺柱)双头螺柱联接联接双头螺柱双头螺柱受拉力,主受拉力,主要适用于被联接件之要适用于被联接件之一较厚或必须采用盲一较厚或必须采用盲孔,且经常拆卸的场孔,且经常拆卸的场合,拆卸时只需拧下合,拆卸时只需拧下螺母。螺母。(3 3)螺钉)螺钉联接联接螺钉螺钉受拉力,主要适受拉力,主要适用于被联接件之一较用于被联接件之一较厚或必须采用盲孔,厚或必须采用盲孔,且不经常拆卸的场合。且不经常拆卸的场合。(4 4)紧定螺钉紧定螺钉联接联接适用于固定两个零件间的位置,并可传递不适用于固定两个零件间的位置,并可传递不大
11、的力或转矩。大的力或转矩。(1 1)螺栓组的布置应尽可)螺栓组的布置应尽可能对称,以使接合面受力比较能对称,以使接合面受力比较均匀,一般都将接合面设计成均匀,一般都将接合面设计成对称的简单几何形状,并应使对称的简单几何形状,并应使螺栓组的对称中心与接合面的螺栓组的对称中心与接合面的形心重合,如图所示形心重合,如图所示.原则:合理确定螺栓组的布置形式及接合面的几原则:合理确定螺栓组的布置形式及接合面的几何形状;使各螺栓受力均匀,便于加工、装配何形状;使各螺栓受力均匀,便于加工、装配3-2 3-2 螺栓组联接的结构设计和受力分析螺栓组联接的结构设计和受力分析一、螺栓组的结构设计一、螺栓组的结构设计
12、 (2 2)当螺栓联接承受弯矩和转矩时,还须将螺栓)当螺栓联接承受弯矩和转矩时,还须将螺栓尽可能地布置在靠近接合面边缘,以减少螺栓中的尽可能地布置在靠近接合面边缘,以减少螺栓中的载荷。载荷。如果普通螺栓联接受较大的横向载荷,则可用如果普通螺栓联接受较大的横向载荷,则可用套筒、键、销等零件来分担横向载荷,以减小套筒、键、销等零件来分担横向载荷,以减小螺栓的预紧力和结构尺寸。螺栓的预紧力和结构尺寸。减荷装置减荷装置(3 3)螺栓布置要有合理的距离。在布置螺栓时,螺栓)螺栓布置要有合理的距离。在布置螺栓时,螺栓中心线与机体壁之间、螺栓相互之间的距离,要根据中心线与机体壁之间、螺栓相互之间的距离,要根
13、据扳手活动所需的空间大小来决定扳手活动所需的空间大小来决定.如下图和表如下图和表3-43-4扳手空间扳手空间 (4 4)分布在同一圆周上的螺栓数,应取为)分布在同一圆周上的螺栓数,应取为4 4、6 6、8 8等易于等分的数目,以便于加工。等易于等分的数目,以便于加工。目的:求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力,以便进行螺栓目的:求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力,以便进行螺栓 联接的强度计算。联接的强度计算。假设:假设:(1 1)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同;()所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同;(2 2)螺栓的对称中心与连接结合面的形心重合;(螺栓的对称中心与连接结
14、合面的形心重合;(3 3)受载后连)受载后连 接结合面仍保持为平面。接结合面仍保持为平面。二、螺栓组联接受力分析与计算二、螺栓组联接受力分析与计算螺栓组联接的螺栓组联接的基本基本受载类型受载类型有四种:有四种:3受轴向载荷受轴向载荷1受横向载荷受横向载荷2受转矩受转矩4受倾覆力矩受倾覆力矩气缸螺栓连接图气缸螺栓连接图1 1、受轴向力的紧螺栓组、受轴向力的紧螺栓组连接连接连接连接P P单个螺栓工作拉力单个螺栓工作拉力注:如注:如 不通过螺不通过螺栓组的形心,应向形栓组的形心,应向形心平移后再计算。心平移后再计算。2 2、受横向载荷的螺栓组连接受横向载荷的螺栓组连接铰制孔铰制孔用用螺栓连接螺栓连接
15、Z螺栓的数目螺栓的数目 用普通螺栓连接用普通螺栓连接R/2R/2单个螺栓受剪力单个螺栓受剪力用普通螺栓连接用普通螺栓连接联接的不滑移条件联接的不滑移条件:m m接合面数目(摩擦工作面);接合面数目(摩擦工作面);Q QP P单个螺栓预紧力单个螺栓预紧力K Kn n安全系数,一般取安全系数,一般取1.11.11.31.3例:例:Qp p=100N,=100N,z=3,=3,f=0.15,K=1.2求求F=?=?不滑移的条件:不滑移的条件:FF 3 3、受扭矩的螺栓组连接受扭矩的螺栓组连接a.a.用普通螺栓连接用普通螺栓连接联接不转动的条件联接不转动的条件:靠结合面上的摩擦力承受靠结合面上的摩擦力
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