第三章螺纹连接.pptx

《第三章螺纹连接.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章螺纹连接.pptx（48页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、（4）螺 距 p 螺纹相邻两牙在中径上对应两点间的轴 向距离。（5）导程 S 螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所 移动的轴向距离。（6）线 数 n 螺纹的螺旋线数目。连接用螺纹要求有 自锁性，故多用 单线螺纹。（7）旋向 螺纹有右旋和左旋之分。工程上常用右 旋螺纹。（8）牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。（9）牙型斜角 轴向剖面内，螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。对三角形、梯形等对称牙型 第1页/共48页。（10）工作高度 h 内、外螺纹的径向接触高度。（11）螺纹升角 中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。第2页/共48页 二、螺纹的种类、特点及应用 按牙

2、型可将螺纹分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角形螺纹、管螺纹用于连接，其他用于传动。1.普通螺纹 应用最广，是米制三角形螺纹，牙型角 ，当量摩擦角大，自锁 性能好，主要用于连接。公称直径相同时，按螺距P的大小分为粗牙和细牙两种。细牙螺纹的螺距小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等。第3页/共48页2.圆柱管螺纹 英制细牙三角形螺纹，牙型角 ，牙顶有较大圆角，内外螺纹旋合后无径向间隙。公称直径近似为管子内径，紧密性好。多用于压力为1.568MPa以下的水、煤气管道、润滑和电线管路系统。3.矩形螺纹牙型为正方形，牙型角为0，所以当量摩擦角小，效率高。但牙根强度差，磨损后无

3、法补偿间隙，定心性能差。矩形螺纹尚未标准化，很少采用，目前已逐渐被梯形螺纹所代替。第4页/共48页4.梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙型角 ,与 矩形螺纹相比，传动效率略低，但工 艺 性好，牙根强度高，对中性好，是 应用 较广的传动螺纹。5.锯齿形螺纹牙型为不等腰梯形，工作面的牙型半角为3,非工作面的牙型半角为30,它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点。用于单向受力的传力螺旋中，如螺旋压力机。第5页/共48页三、螺纹副的受力分析、自锁和效率1.螺纹副中轴向力与圆周力的关系第6页/共48页拧紧螺母受力图和力的封闭三角形拧紧螺母第7页/共48页松退螺母受力图和 力的封闭三角形松退螺母第8页/

4、共48页对于牙型角 不等于零的三角形螺纹和梯形螺纹等 拧紧螺母时 松退螺母时 第9页/共48页2.螺纹传动的效率 旋转螺母一周所作的功为 有效功为 螺纹传动的效率为3.螺纹的自锁 第10页/共48页一、螺纹连接主要类型第二节 螺纹连接的类型与结构 (b)铰制孔用螺栓连接装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用。孔和螺栓杆间采用基孔制过渡配合(H7(H7m6m6、H7H7n6)n6)。1 1.螺栓连接 (a)普通螺栓连接被连接件上开有通孔，通孔不带螺纹，装配后孔与杆间有间隙。结构简单，装拆方便，应用较广。第11页/共48页 螺杆两端均有螺纹，装配时其一 端旋入被连接件的螺纹孔中，另一端与螺母

5、旋合。适用于常拆卸而被连接件之一较厚或不宜制成通孔、材料又比较软的场合。3.螺钉连接2.双头螺柱连接螺钉直接拧人被连接件之一的螺纹孔内，不用螺母。用途和双头螺柱连接相似，但不适合经常装拆，否则易使螺纹孔磨损。第12页/共48页 拧入后，利用末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或转矩。4.紧定螺钉连接第13页/共48页地脚螺栓连接吊环螺钉连接T型槽螺栓连接 5 5.特殊连接第14页/共48页 2.双头螺柱 1.六角头螺栓二、标准螺纹连接件 A型有退刀槽 B型无退刀槽 3.螺 钉 第15页/共48页4.紧定螺钉 圆柱端:压入轴上 凹抗中，适于 紧定空心

6、轴上 零件的位置轻 材料和金属薄 板。锥 端:适于零件表面硬度较低不常拆卸的场合。平 端:接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度 较大的平面，适于经常拆卸的场合。第16页/共48页6.螺母5.自攻螺钉 (由螺钉攻出螺纹)7.圆螺母+止动垫圈8.垫 圈 第17页/共48页三、螺纹连接零件常用材料和机械性能1.1.常用材料一般工况：为中低碳钢，如Q215、Q235、10、15、35和45钢等。变载荷或有冲击、振动的重要连接中：合金钢，如 40Gr、15MnVB和30CrMnSi等。2.2.机械性能等级国家标准规定螺纹连接件按材料的机械性能分级。螺栓、螺柱、螺钉的机械性能等级分为十级，自3.6至12

7、.9；螺母的性能等级分为七级，从4到12。100 第18页/共48页一、螺纹连接的预紧 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滑移；增加 联接刚度，提高防松能力；适当选用较大的 预紧力可提高螺纹连接件的疲劳强度。第三节 螺纹连接的预紧和防松 在装配时拧紧，即在承载时，已预先受预 紧力 。目的：预紧：预紧力控制：通常通过控制拧紧力矩等方法来控制预紧力的大小。用测力矩扳手或定力矩扳手可控制拧紧力矩。第19页/共48页 测力矩板手：测出预紧力矩定力矩板手：达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压将自动打滑。第20页/共48页 拧紧时螺母：T=T1+T2拧紧力矩:扳手拧紧力矩:T

8、=FL对于常用M10-M68粗牙普通钢制螺纹 第21页/共48页 消除（或限制）螺纹副之间的相对转动。摩擦防松 二、螺纹连接的防松1.防松目的3.防松办法2.防松原理 防止实际工作中，在冲击、振动或变载荷的作用下，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，从而使螺纹联接松动。机械防松破坏螺纹副关系第22页/共48页受剪螺栓受剪螺栓：挤压强度和剪切强度合格。第四节 单个螺栓的强度计算受载形式 轴向受拉和横向受剪 受力性质 静载荷和变载荷 失效形式（工程中螺栓联接90%为疲劳失效）静载荷：螺纹部分发生塑性变形或断裂受拉螺栓 变载荷：疲劳断裂。失效部位设计计算准则螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断。受拉螺

9、栓：疲劳拉伸强度和静强度合格。第23页/共48页一、受拉螺栓连接的强度计算强度条件 1.松连接螺栓强度计算设计公式 s s 为松螺栓连接的许用拉应力（MPa）,s s=s=ss/S，S=1.21.7。F为螺栓承受的工作拉力（N）；d1为螺纹小径（mm）；第24页/共48页T1(螺纹副摩擦力矩)产生的扭转切应力 按第四强度理论,螺纹部分的计算应力为 2.紧连接螺栓强度计算(预紧力)产生拉应力常用的M10M64钢制普通螺纹 第25页/共48页（1）仅承受预紧力的紧连接螺栓的强度计算 强度条件为设计公式为 为螺栓材料的许用应力（MPa）,见表3-6。套筒减载键减载销钉减载止口减载 为增加可靠性，减小

10、直径，可采用减载装置第26页/共48页（2）承受预紧力F和工作拉力F的紧连接螺栓强度计算(a)螺母未拧紧；(b)螺母已拧紧；(c)已承受工作载荷图(c)为受轴向工作载荷F后的情况。螺栓 被连接件螺栓 被连接件图(a)螺母刚好拧到和被连接件相接触，但 螺母尚未拧紧。图(b)为螺母已拧紧，但尚未承受工作载荷。，第27页/共48页对于有密封性要求的连接 工作载荷稳定时 工作载荷不稳定时 对于地脚螺栓连接 对于一般连接第28页/共48页螺栓的相对刚度金属垫片(或无垫片)0.20.3皮革垫片 0.7铜皮石棉垫片 0.8橡胶垫片 0.9强度条件设计公式轴向载荷为静载荷为紧螺栓连接的许用应力，见表3-6。第

11、29页/共48页轴向载荷为变载荷，在00F F之间变化 螺栓的总拉力 应力幅拉力变化幅度 设计公式疲劳强度的校核公式为 为螺栓的许用应力幅（MPa），见表3-6。第30页/共48页（3）受横向载荷的铰制孔用螺栓连接强度计算主要失效形式螺栓杆被剪断螺栓杆或孔壁被压溃强度条件挤压 剪切 见表3-9。第31页/共48页1.接合面设计成轴对称的简单几何形状，如圆形、环形、矩形、三角形等。便于加工制造（有利于分度、划线、钻孔），使各个螺栓受力合理，接合面受力均匀。第五节 螺栓组连接受力分析一、螺栓组连接的结构设计 目的：合理确定连接接合面的几何形状和螺栓的布置 形式，力求各螺栓和连接接合面间受力均匀，便

12、于加工和装配。第32页/共48页 2.铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向 上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于 不均。当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的 位置适当靠近连接接合面的边缘，以减小螺栓的受 力。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷，应 采用销、套筒、键等抗剪零件来承受横向载荷，以 减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。(a)合理 (b)不合理TT第33页/共48页3.合理间距，适当边距，以利用扳手装拆。4.同一螺栓组中螺栓的材料、直径和长度均应相同，以简化结构和便于加工装配。5.分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4、6、8等 偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。6.连

13、接件、螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴 线相垂直。在铸、锻件等的粗糙表面 上安装螺栓时，应 制成凸台或沉头座 等。第34页/共48页二、螺栓组连接的受力分析 1受横向载荷的螺栓组连接 普通螺栓连接 Kn为可靠性系数，一般取铰制孔用螺栓连接 每个螺栓所受的横向工作剪力为f 为接合面间的摩擦系数 m 为摩擦工作面数 第35页/共48页2受转矩的螺栓组连接普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接 第36页/共48页3.受轴向载荷的螺栓组连接 4受翻转力矩的螺栓组连接最大受压处不被压溃条件最小受压处不出现间隙条件第37页/共48页影响联接强度的因素很多，如材料、结构、尺寸、工艺、螺纹牙间、载荷分布、应力幅

14、度、机械性能，而螺栓联接的强度又主要取决于螺栓的强度。第六节 提高螺栓强度的措施 一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 1.保持预紧力不变降低螺栓刚度途经：腰状杆螺栓空心螺栓。螺母下面安装弹性元件。第38页/共48页2.保持预紧力不变增大被连接件刚度 3.同时降低螺栓刚性，增大被连接件刚度 可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。有紧密性要求的连接，采用刚度较大的金属垫片或密封环。第39页/共48页二、二、改善螺纹牙间载荷分布不均状况 螺栓螺纹牙受拉伸长，螺母螺纹牙受压缩短，螺距变化差以紧靠支承面处第一圈为最大，应变最大，应力最大，其余各圈依次递减。圈数过多的螺母，并不能提高联接的强度。悬置螺母环槽螺母

15、内斜螺母改善螺纹牙上的载荷分布不均的措施第40页/共48页三、减小应力集中和避免附加弯曲应力(a)加大圆角1.减小 应力 集中2.避免附加弯曲应力原因如何避免四、采用合理的制造工艺方法采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法。(b)卸载槽(c)卸载过渡结构第41页/共48页本章结束第42页/共48页钩头螺栓连接支承面不平螺母孔不正被连接件刚度小第43页/共48页(b)有球面垫圈的自动调位螺栓(a)斜垫圈第44页/共48页摩擦防松弹簧垫圈对顶螺母尼龙垫圈自锁螺母第45页/共48页机械防松串联钢丝止动垫圈 开口销与槽形螺母第46页/共48页破坏螺纹副关系 第47页/共48页感谢您的观看！第48页/共48页