机械设计基础(第五版)讲义81233.ppt

一、螺纹的形成 将一倾斜角为ψ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，同时保证平面图形运动时始终通过圆柱体的轴线，就得到螺纹 二、螺栓连接的防松 原因：在冲击、振动或变载的情况下连接产生松脱。 本质：螺纹连接防松的根本问题在于要防止螺旋副 的相对运动。 常用的防松方法: 摩擦防松 机械防松 永久防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母 开口销 带翅垫片 止动垫片 10.5 螺纹连接的预紧和防松 螺栓的失效形式： 1) 螺栓杆拉断； 2) 螺纹的压溃和剪断； 3) 磨损滑扣。 10.6 螺纹连接的强度计算 螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。 螺栓联接的计算: 1) 主要是确定螺纹小径d1; 2) 然后按照标准选定螺纹公称直径d及螺距P等。 一、松螺栓连接 强度条件： 设计公式： 10.6 螺纹连接的强度计算 二、紧螺栓连接 螺栓所受应力由两部分组成： 1）螺杆承受轴向拉力Fa引起的拉应力； 2）螺纹力矩T1引起的扭切应力。 直径为10～68mm的普通螺纹 当量应力： 10.6 螺纹连接的强度计算 螺栓螺纹部分的强度条件 螺杆的设计公式 10.6 螺纹连接的强度计算 1. 受横向工作载荷的螺栓强度 10.6 螺纹连接的强度计算 10.6 螺纹连接的强度计算 F F/2 F/2 改进措施： 1. 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用 2. 采用无间隙的铰制孔螺栓。 2. 受轴向工作载荷的螺栓强度 10.6 螺纹连接的强度计算 F0 F0 F0 F0 FE FE FR FR FR FR Fa Fa δ1 ?δ 联接件变形 力 螺栓变形 力 ?Fb ?Fc 螺栓变形 力 Fa FR FE F0 F0 δ2 F0 δ1 δ2 arctankb arctankc 10.6 螺纹连接的强度计算 一般连接，工作载荷稳定： FR = (0.2～0.6) FE 一般连接，工作载荷不稳定： FR = (0.6～1.0) FE 有紧密性要求的连接： FR = (1.5～1.8) FE 10.6 螺纹连接的强度计算 紧螺栓联接不离缝条件： 残余预紧力FR大于零。 一、螺栓的材料 一般螺纹联接件常用材料为低碳钢和中碳钢， 如 Q215、Q235、15、35、45 等。 受冲击、振动和变载荷作用的螺栓可用合金钢， 如 15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB 等。 10.7 螺栓的材料和许用应力 公差等级：A、B、C，其中A级最高。 力学性能：10个等级， 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 小数点前，代表强度极限的1/100; 小数点后，代表屈服极限与强度极限比值 的10倍。 二、螺纹联接的许用应力 10.7 螺栓的材料和许用应力 约15% 约20% 约65% 10.8 提高螺栓连接强度的措施 承受轴向变载荷时，螺栓的损坏形式： 疲劳断裂 容易断裂部位： 一、降低螺栓总拉伸载荷的变化范围 减小螺栓刚度的方法 a. 柔性螺栓 b. 弹性元件 10.8 提高螺栓连接强度的措施 增大被联接件刚度的方法 a. 金属垫片 b. 密封环 10.8 提高螺栓连接强度的措施 二、改善螺纹牙间的载荷分配 内斜螺母 环槽螺母 悬置螺母 螺纹牙间载荷分配关系 10.8 提高螺栓连接强度的措施 三、减小应力集中 10.8 提高螺栓连接强度的措施 四、避免或减小附加应力 10.8 提高螺栓连接强度的措施 五、采用特殊制造工艺 冷镦头部、辗压螺纹 疲劳强度提高30% 比车削 表面处理： 氰化、氮化也能提高疲劳强度。 10.8 提高螺栓连接强度的措施 10.11 键联接和花键联接 作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭 矩， 或实现零件的轴向固定或移动。 类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。 1. 平键联接 工作面 特点：定心好、 装拆方便。 种类： 普通平键 导向平键 间隙 轴 一、键联接的类型 10.11