1、機械設計講稿 第五章螺紋聯(lián)接第二篇 聯(lián)接 聯(lián)接概論1、 聯(lián)接的功用（功能）運動（部分）靜聯(lián)接（完全）稱“聯(lián)接”實現(xiàn)零件或稱構(gòu)件的相對運動鎖合（完全、部分）2、廣義聯(lián)接3、聯(lián)接分類螺紋鍵、花鍵、銷聯(lián)接楔彈性環(huán)過盈聯(lián)接鉚接焊接膠接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接組成機器的最基本單元是零件，從零件到構(gòu)件、部件直到組成機器，都離不開聯(lián)接表功用聯(lián)接零件、部件組成機器、本質(zhì)作用？4、按功能原理分：形狀鎖合材料力5、內(nèi)容：螺紋聯(lián)結(jié)、螺旋傳動、鍵聯(lián)結(jié)第五章 螺紋聯(lián)接及螺旋傳動5.1 螺紋概述5.1.1 螺紋的類型與應用螺紋的結(jié)構(gòu)要素 常用方式牙形 矩形 梯形、鋸齒形、三角形旋向 左旋 右旋頭數(shù) 單頭 多頭母體形狀

2、 圓柱體 圓錐體、例：標準聯(lián)接件：圓柱體、單頭、右旋、三角螺紋5.1.2 螺紋的主要參數(shù)（1） 直徑：大徑d 公稱小徑d1強度計算中徑d2幾何計算（2） 線數(shù)n、螺距P、導程S關系：S=ZP徑（3） 螺紋升角ytgy =S/d2(4) 牙型角 aSd2 yPP5.1.3 螺紋的自鎖與效率（1） 自鎖條件jvP/cos （2） 效率：htg/tg(+jv)一般使用20h205.2 螺紋聯(lián)接的基本類型、標準聯(lián)結(jié)件5.2.1主要類型結(jié)構(gòu)上劃分（1） 螺栓聯(lián)接(研究對象)掛圖（2） 螺釘聯(lián)接掛圖（3） 雙頭螺柱掛圖（4） 緊定螺釘（可傳遞不大的力或扭矩）掛圖 5.2.2標準聯(lián)接件（表5-2）5.3 螺

3、栓聯(lián)接的預緊（1） 目的：提供正壓力磨擦力確保緊密性工作前需擰緊預緊擰緊后螺栓受到預緊力（2） 預緊力F0 F0的計算：式（5-2、24、25） 與F0對應的擰緊力矩T：式（5-6、7） T的控制方法P67常用測力矩扳手（實物）定力矩扳手5.4 螺栓聯(lián)接的防松（1） 松脫的原因振動 軸向F0減小或消失 周向溫度變化變形差F0下降周向振動螺母（桿）松動（2） 防松方式（掛圖）摩擦防松機械防松（形鎖會）破壞螺紋5.5 螺紋聯(lián)接的強度計算5.5.1 工作類型與承載分析松螺聯(lián)接 緊螺栓聯(lián)接預緊力 無 有外載方向 軸向、橫向 軸向、橫向圖例 圖5-12、圖5-18 圖5-15、圖5-13螺桿承載 受拉剪

4、 受拉 松聯(lián)接：承載與外載對應*緊聯(lián)接受拉受拉螺栓松緊 橫受剪螺栓 軸5.5.2計算準則（1） 受拉螺栓 失效形式螺牙：擠、剪、變形螺桿：斷裂螺栓標準件“等強度” 計算準則：危險截面處scas 松螺栓聯(lián)接（普通拉桿） F工作拉力、dc危險截面直徑d1（2） 受剪螺栓擠壓：式（5-21）剪切：式（5-22）5.5.3 緊螺栓聯(lián)接的強度計算一、 螺桿的應力狀態(tài)拉應力（s）扭剪應力（t）預緊力、軸向外載 螺紋摩擦力矩二、 強度計算理論-“第4”M10M68t0.5s 三、強度計算式設F2螺栓承受的軸向總載荷三、F2的計算（1） 橫的外載螺栓僅受預緊力地F0F2F0（2） 軸向外載（F）狀態(tài) 被聯(lián)接件

5、 螺栓壓縮量 壓力 伸長量 拉力未擰緊 0 0 0 0擰 緊 lm F0 lb F0加軸載 lm -Dl F0 F1 lb +Dl F1+FF2= F1+FF1-殘余預緊力（取值P73）5.6 螺栓組聯(lián)接的設計5.6.1 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設計布置、數(shù)量、形狀要求：1）滿足緊密性、聯(lián)結(jié)固定的結(jié)構(gòu)要求2）使螺栓具有最佳的尺寸3）加工裝配工藝性好設計要點：1） 對稱：結(jié)合面與布置形狀、偶數(shù)、螺栓尺寸（P7677:1）、4）（加工、受力、布置*）2) 合理承載（P7677:2）、5）（掌握螺栓組受力）3）合理的間距、邊距（緊密性、扳手）1）：2）：5.6.2 螺栓組聯(lián)接的受力分析原因：組中各螺栓受力常

6、常是不均勻目的：求出受力最大的螺栓及其作用力基本假設：被聯(lián)接件為剛體、預緊力相同、聯(lián)接件剛度相同、彈性變形一致分析方法：4種典型載荷下的受力分析疊加合成法.=一般載荷分析1. 受橫向載荷FS (FS過形心)兩種承載方式普通螺栓？摩擦力承載？螺栓？鉸制孔用螺栓？螺栓受剪（1） 受拉螺栓預緊力F0 f F0ziKS FS Ks防滑系數(shù)FSFS/2FS/2FS(2) 受剪螺栓剪力F變形協(xié)調(diào)FFS/z2. 受旋轉(zhuǎn)力矩T 被聯(lián)接件的旋轉(zhuǎn)中心螺栓組形心 承載“兩種”（1） 受拉螺栓預緊力(預緊力相等、底座摩擦力矩等于T)fF0r1+fF0r2+fF0rz KST（2） 受剪螺栓（底板靜力平衡）F1r1+F

7、2r2+Fzrz = T 變形協(xié)調(diào)（剪切變形量與旋轉(zhuǎn)半徑成比例）形心變形小受力小變形大受力大=剪力與半徑成比例li/ ri=lj /rjFsi/ri=Fsj/rj 代入式3. 受軸向載荷FS（FS過形心）FS作用線在“組”形心上FFS/z4.受傾覆力矩M（1） 幾個概念 緊螺栓受拉受力不同 底板為剛板，基座非剛體底板有繞螺栓組形心軸翻轉(zhuǎn)的趨勢* 底板靜力平衡F1l1+Fili+Fzlz= M變形協(xié)調(diào):* 基底放松基底受壓螺栓進一步受拉螺栓放松底板受螺栓下拉力基底壓力增加5.一般載荷作用下的受力分析例：分析圖示扳手中的普通螺栓組聯(lián)接的螺栓受力（承載方式？）解：（1）將載荷平移至螺栓組的形心FS、

8、T（2） 分別計算典型載荷下各螺栓聯(lián)接處應傳遞(承受)的載荷*FSFF1 、FF2 ，T= FT1 、FT2（3） 計算各螺栓聯(lián)接處實際應傳遞的載荷疊加合成（承載方式？）（4） 計算承載最大的螺栓聯(lián)接處，螺栓的預緊力。 * 摩擦力承載并不直接作用在螺栓上，分布摩擦力簡化在螺栓中心上思考：5.7 螺紋聯(lián)結(jié)件的材料及許用應力5.7.1 材料1）按材料性能劃分個級別（3.612.9）例級6.86.= sB/100=6B= 600 Mpa.8 = （10sS /B）=8 sS =8sB /10=8600/10=480 MPa5.7.2 許用應力s= sS /SS表5-10*不控制預緊力與直徑有關5.8 螺旋傳動5.8.1 特點（1）運動特性輸入：回轉(zhuǎn)直線運動（輸出） （2）應用特點 傳動比大、精度較高、易自鎖、效率低5.8.2 類型（1） 應用類型1） 傳力（螺旋千斤頂）2） 傳導（車床進給機構(gòu)）3） 調(diào)節(jié)（2） 傳動