大学精品课件：第5章 螺纹联接和螺旋传动1.ppt

1、第5章 螺纹联接和螺旋传动,5-1 概述,5-2 螺纹联接的类型,5-3 螺纹联接的预紧和防松,第五章 螺纹联接和螺旋传动,第二篇 联接,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,5-5 单个螺栓强度计算,5-6 提高螺纹联接强度的措施,5-7 螺旋传动,5-1 概述,5-1 概述,5-1 概述,一.螺纹的主要参数,d大径,d1小径,d2中径,（公称直径）,P螺距,n线数,S导程， S=nP,升角，,牙型角,旋向,5-1 螺纹副的受力、效率和自锁,5-1 概述,二.螺纹副的受力、效率和自锁,效率,拧紧时：,松开时：,拧紧时：,松开时：,自锁条件：,5-1 螺纹的牙型和特点（三角、管螺纹）,5-1 概述

2、,三.螺纹的类型和特点,1.三角螺纹（普通螺纹）,2.管螺纹,主要用于联接。,自锁性好，效率低，强度高,粗牙,细牙,用于水、煤气、润滑管道等的联接。,5-1 螺纹的牙型和特点（矩形、梯形、锯齿形）,5-1 概述,3.矩形螺纹,4.梯形螺纹,5.锯齿形螺纹,矩形螺纹尚未标准化，其它螺纹已标准化。,用于传动，效率最高，强度低，间隙不能调整。,用于传动，效率略低于矩形螺纹，强度高，间隙可调，常用。,用于单向传动。,5-2 螺纹联接的类型（螺栓联接）,5-2 螺纹联接的类型,5-2 螺纹联接的类型,一.螺栓联接,普通螺栓联接,铰制孔用螺栓联接,两被联接件都较薄且都是通孔。,Md,d0=d+1,d,Md

3、,5-2 螺纹联接的类型（双头螺栓联接）,5-2 螺纹联接的类型,二.双头螺栓联接,两被联接件,一个较薄光孔,一个较厚螺纹孔,用于常拆时,5-2 螺纹联接的类型（螺钉联接）,5-2 螺纹联接的类型,三.螺钉联接,两被联接件,一个较薄光孔,一个较厚螺纹孔,用于不常拆时,5-2 螺纹联接的类型（紧定螺钉联接）,5-2 螺纹联接的类型,四.紧定螺钉联接,5-3 螺纹联接的预紧,5-3 螺纹联接的预紧和防松,5-3 螺纹联接的预紧和防松,一.预紧力F0和拧紧力矩T,拧紧后,被联接件受压,螺栓受拉,拧紧的目的,拧紧力矩：T=T1+T20.2F0d,式中：,T1螺纹副中摩擦力矩,T2螺母与支承面间的摩擦力

4、矩,5-3 防松,5-3 螺纹联接的预紧和防松,控制T的方法,力矩法,测螺栓变形量,若采用不控制拧紧力矩，则螺栓直径不宜小于M12。,二. 防松,松动的原因在冲击、振动或温度变化大时，螺纹副中摩擦力可能瞬时消失。,防松的根本问题防止螺母与螺栓相对转动。,5-3 防松装置,5-3 螺纹联接的预紧和防松,常见的防松装置,1.摩擦防松使螺纹副中始终存在不随外载变化的正压力。,弹簧垫圈,优点：简单，方便。,缺点：偏载，在冲击振动下不可靠。,5-3 双螺母,5-3 螺纹联接的预紧和防松,双螺母,优点：结构简单，防松可靠。,缺点：尺寸大，不美观。,横向锁紧螺母,5-3 开口销,5-3 螺纹联接的预紧和防松

5、,2.机械防松利用机械装置将螺母与螺栓联成一体。,开口销与槽形螺母,工作可靠，装拆方便，用于有振动的机械上，但销易断。,5-3 圆螺母,5-3 螺纹联接的预紧和防松,圆螺母与带翅垫片,工作可靠，常用于滚动轴承的轴向定位。,止动垫圈,结构简单,使用方便,防松可靠。,5-3 串联钢丝,5-3 螺纹联接的预紧和防松,串联钢丝,3.永久防松,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,一.结构设计,二.受力分析,目的求出受力最大的螺栓，以进行单个螺栓强 度计算。,假设：各螺栓直径、长度、材料和预紧力F0相同；,受载后结合面仍为平面；,螺栓的变形

6、在弹性范围内。,5-4 螺栓组受横向载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,1.螺栓组受横向载荷FR,采用普通螺栓,FR,FR,FR,FR,靠结合面的摩擦平衡外载荷FR，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。,5-4 螺栓组受横向载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,靠剪切和挤压平衡外载荷FR,铰制孔用螺栓,单个螺栓工作载荷：,FR,FR,5-4 螺栓组受扭矩,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,2.螺栓组受转矩T,底板绕中心O转动。,采用普通螺栓,靠结合面的摩擦力矩平衡外载荷T，而螺栓仅受预紧力和力矩作用。,5-4 螺栓组受扭矩,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,采用铰制孔用螺栓,靠剪切、挤压力矩平衡

7、外载荷T。,变形协调条件：,最大工作载荷：,5-4 螺栓组受轴向载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,3.螺栓组受轴向载荷FQ,总载荷FQ：,单个螺栓工作载荷：,注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。,p,螺栓受预紧力F0,5-4 螺栓组受倾覆力矩,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,4.螺栓组受倾覆力矩M,1,2,3,4,8,7,6,5,底板绕O-O轴线转动,拧紧后，工作前：,受M后,左侧螺栓被拉紧,轴向力,右侧螺栓被放松,轴向力,变形协调条件：,最大工作拉力：,注意：只能用普通螺栓，不能用铰制孔用螺栓。,5-4 受力分析小结,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,小结：,受拉,受剪,5-4

8、 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,5.螺栓组受复合载荷作用,1）铰制孔用螺栓受FR+T,FR,T,关键：受力图一定要画对。,5-4 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,2）普通螺栓,受FR+T,FR,T,螺栓2、3处横向力最大：,5-4 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,受FQ+M,FQ,M,工作拉力,5-4 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,受FR（或T）+FQ,FQ,FR,残余预紧力,单个螺栓受的总拉力,工作拉力,5-4 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,受FR（或T）+M,M,FR,预紧力,受力最大螺栓的总拉力,工作拉力,5-4 螺栓组受复合载荷,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,受FR（或T）+FQ+M,FQ+M,FR,受力最大螺栓的总拉力,工作拉力,残余预紧力,5-4 螺栓组受力分析步骤,5-4 螺栓组结构设计与受力分析,螺栓组受力分析步骤：,1.判别螺栓类型,普通螺栓,铰制孔用螺栓不能受FQ、M,2.外载荷是否作用在形心,是正交分解,否将外载荷向形心简化,3.分析螺栓组受几种载荷作用？哪些螺栓受力最大？,4.求最大载荷,普通螺栓,铰制孔用螺栓,FQ、M Fmax,FR、T F1,FR、T,