第14章螺纹联接.ppt

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1、联接分类联接分类：1.1.按机械工作时被联接零（部）件间是否有相对运动分：按机械工作时被联接零（部）件间是否有相对运动分：2.2.按能否拆开分：按能否拆开分：联接联接静联接静联接动联接动联接螺纹联接、键联接、花键联接、销联接螺纹联接、键联接、花键联接、销联接 导向平键联接、导向花键联接及各种运动副导向平键联接、导向花键联接及各种运动副 联接联接可拆联接可拆联接不可拆联接不可拆联接螺纹联接、键联接，销联接、形面联接螺纹联接、键联接，销联接、形面联接 焊接、粘接和铆接等焊接、粘接和铆接等 14.114.1 概述概述一、螺纹联接的基本类一、螺纹联接的基本类型型 1.1.螺栓联接螺栓联接d0l1da1

2、)1)普通螺栓联接普通螺栓联接 被联接件不太厚，螺杆带钉头，被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多次装拆，应用较广。拆方便，可多次装拆，应用较广。第第1414章章 螺纹联接螺纹联接 2)2)铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接 铰制孔用螺栓能精确固定联接件的相对位置并能承受横铰制孔用螺栓能精确固定联接件的相对位置并能承受横向载荷，但对孔的加工精度要求高。向载荷，但对孔的加工精度要求高。Hdl22.2.双头螺柱联

3、接双头螺柱联接 双头螺柱旋紧在被联接件之一的螺孔中，用于因结构双头螺柱旋紧在被联接件之一的螺孔中，用于因结构限制不能用螺栓联接的地方（如被联接之一太厚）或希望限制不能用螺栓联接的地方（如被联接之一太厚）或希望结构较紧凑且经常装拆的场合结构较紧凑且经常装拆的场合 。3.3.螺钉联接螺钉联接 适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况。一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况。l1dl2Hl34 4、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零

4、件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大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扭矩。的轴向力或扭矩。吊环螺钉联接吊环螺钉联接特殊联接：特殊联接：地脚螺栓联接地脚螺栓联接二、标准螺纹联接件二、标准螺纹联接件螺纹联接件的类型很多，在机械设备中常见的有螺纹联接件的类型很多，在机械设备中常见的有螺栓螺栓、双头螺柱双头螺柱、螺钉螺钉、螺母螺母和和垫圈垫圈等。这类零件的结构型式和尺等。这类零件的结构型式和尺寸都已标准化，设计时应根据有关标准选用。寸都已标准化，设计时应根据有关标准选用。1.1.螺栓螺栓 普通螺栓普通螺栓 六角头，小六角头，标准六角头，六角头，小六角头，标准六

5、角头，大六角头大六角头,内六角内六角 铰制孔螺栓铰制孔螺栓螺纹部分直径较小螺纹部分直径较小辗制末端edslrdadslsklgk 2.2.双头螺柱双头螺柱两端带螺纹两端带螺纹 A A型型有退刀槽有退刀槽 B B型型无退刀槽无退刀槽倒角端ddsbX辗制末端lddsXbl倒角端X辗制末端bmA型XB型bm3.3.螺钉螺钉 与螺栓区别与螺栓区别要求螺纹部分直径较粗，全螺纹。要求螺纹部分直径较粗，全螺纹。dbntdkRXl4.4.紧定螺钉紧定螺钉 锥锥 端端适于零件表面硬度较低不常拆卸常合。适于零件表面硬度较低不常拆卸常合。平平 端端接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大接触面积大、不伤零件表面，

6、用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸。的平面，适于经常拆卸。圆柱端圆柱端压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴上零件的位置压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板。轻材料和金属薄板。5.5.自攻螺钉自攻螺钉由螺钉攻出螺纹由螺钉攻出螺纹tdlRn6.6.螺母螺母 六角螺母：标准，扁，厚六角螺母：标准，扁，厚 desm圆螺母圆螺母+止退垫圈止退垫圈带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧Cd0D1D1bdC1DHbt7.7.垫圈垫圈d1d2斜垫圈h平垫圈14.214.2 螺纹联接的

7、拧紧和防松螺纹联接的拧紧和防松 一、螺纹联接的拧紧一、螺纹联接的拧紧 螺纹拧紧的螺纹拧紧的目的目的：增：增强螺纹的联接的可靠性、强螺纹的联接的可靠性、紧密性和防松能力。紧密性和防松能力。预紧力预紧力F：大多数大多数螺纹联接在装配时都需要螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为用，这个预加作用力称为预紧力。预紧力。1.1.确定拧紧力矩确定拧紧力矩 T0.2F d (14-1)一般标准扳手的长度一般标准扳手的长度L15d,若拧紧力为若拧紧力为F，则，则T=FL,由（由（1414-1）式可得：）式可得：F 7

8、5F。假定假定F=200N，则，则F=15000N。如果用这个预紧力如果用这个预紧力拧紧拧紧M12以下的钢制螺栓，以下的钢制螺栓，就很可能过载折断。因此，就很可能过载折断。因此，对于重要的联接，应尽可对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小（例如能不采用直径过小（例如小于小于M12）的螺栓。必须）的螺栓。必须使用时，应严格控制其拧使用时，应严格控制其拧紧力矩。紧力矩。2.2.控制预紧力的方法控制预紧力的方法 利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手测力矩扳手或或定力矩扳手定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用，对于重要

9、的螺栓联接，也可以采用测测定螺栓伸长定螺栓伸长的方法来控制预紧力。的方法来控制预紧力。动画动画动画动画二、螺纹联接的防松二、螺纹联接的防松 2 2、防松原理、防松原理消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。难度。按工作原理的不同，防松方法分为按工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松摩擦防松、机械防松机械防松、永永久止动防松久止动防松等。等。1 1、防松目的、防松目的实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从摩擦

10、力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。3 3、防松办法及措施、防松办法及措施1 1）摩擦防松）摩擦防松 双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等 螺栓上螺母下螺母弹簧垫圈弹簧垫圈1 1）摩擦防松）摩擦防松 自锁螺母自锁螺母1 1）摩擦防松）摩擦防松 以特殊技术使特殊的工程树以特殊技术使特殊的工程树脂材料永久粘付在螺牙上，利用脂材料永久粘

11、付在螺牙上，利用工程树脂材料的反弹性，使螺栓工程树脂材料的反弹性，使螺栓和螺母在锁紧过程中通过挤压工和螺母在锁紧过程中通过挤压工程树脂材料产生强大的摩擦力，程树脂材料产生强大的摩擦力，达到对震动及冲击的绝对阻力，达到对震动及冲击的绝对阻力，彻底解决了螺丝的松动问题。彻底解决了螺丝的松动问题。2 2）机械防松）机械防松 开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，止开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，止动垫片，串联钢丝等。动垫片，串联钢丝等。开槽螺母与开口销开槽螺母与开口销2 2）机械防松）机械防松 圆螺母与止动垫圈圆螺母与止动垫圈Cd0D1D1bdC1DHbt2 2）机械防松）机械防松 止动垫片止动垫

12、片2 2）机械防松）机械防松 串联钢丝串联钢丝正确不正确防盗装置防盗装置3 3）永久防松：端铆、冲点、点、粘合）永久防松：端铆、冲点、点、粘合防松紧固的新工艺防松紧固的新工艺:微型胶囊防松紧固加工工艺微型胶囊防松紧固加工工艺。当紧固件安装进去时，胶囊就会当紧固件安装进去时，胶囊就会破裂，产生化学反应使之凝固。但以破裂，产生化学反应使之凝固。但以前的这种加工需要较长的凝固时间，前的这种加工需要较长的凝固时间，而且保管时间也比较短，在使用方法而且保管时间也比较短，在使用方法与稳定上都给使用者带来很多不便。与稳定上都给使用者带来很多不便。Precote Precote作为一种化学毡合剂，作为一种化学

13、毡合剂，他的主要特性就是环氧树脂与固化剂他的主要特性就是环氧树脂与固化剂各自独立包装在微型胶囊里。这种专各自独立包装在微型胶囊里。这种专利技术与只有一种成分的胶囊包装工利技术与只有一种成分的胶囊包装工艺相比，他的寿命更长。而且可以避艺相比，他的寿命更长。而且可以避免由于潮湿或溶剂反应而使之提前固免由于潮湿或溶剂反应而使之提前固化。化。14.314.3螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析 螺栓组联接受力分析的螺栓组联接受力分析的目的：目的：根据联接的结构和载荷情况，求出联接中受载根据联接的结构和载荷情况，求出联接中受载最大的螺栓及其载荷，为螺栓强度计算提供依据。最大的螺栓及其载荷，为螺栓强度

14、计算提供依据。前提（假设）前提（假设）：(1)各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同。各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同。(2)受力后材料变形在弹性范围内。受力后材料变形在弹性范围内。(3)被联接件为刚性不变形，只有地基变形。被联接件为刚性不变形，只有地基变形。(4)接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍保持平面。保持平面。一、受轴向载荷一、受轴向载荷Q Q的螺栓组联接的螺栓组联接 单个螺栓工作载荷为：单个螺栓工作载荷为：F=Q/ZF=Q/Z Q Q轴向外载荷轴向外载荷 Z Z螺栓个数螺栓个数 二、受横向载荷二、受横向载荷R R的螺栓组联接的螺栓组联接载荷

15、载荷R的作用线通过螺栓组形心，并与螺栓轴线垂直。载的作用线通过螺栓组形心，并与螺栓轴线垂直。载荷荷R可以通过受拉或受剪螺栓联接来传递可以通过受拉或受剪螺栓联接来传递。1.1.受拉螺栓联接受拉螺栓联接 每个螺栓需要的预紧力为：每个螺栓需要的预紧力为：式中式中 Kf可靠性系数，可靠性系数，Kf=1.11.3；fs接合面间的摩擦系数，对于钢或接合面间的摩擦系数，对于钢或铸铁的干燥加工表面铸铁的干燥加工表面fs=0.100.16，当，当加工表面沾有油污时加工表面沾有油污时fs=0.060.10；zmfRKFsf（143）2.2.受剪螺栓联接受剪螺栓联接 设联接螺栓数目为设联接螺栓数目为z,则每个螺栓受

16、到横则每个螺栓受到横向工作剪力为向工作剪力为：(14-4)zRFs/三、受旋转力矩三、受旋转力矩T T的螺栓组联接的螺栓组联接 1.1.受拉螺栓联接受拉螺栓联接 则各个螺栓所需的预紧力为：则各个螺栓所需的预紧力为：TKrFfrFfrFffzsss .21 假设各螺栓的预紧力相假设各螺栓的预紧力相同，而且各螺栓联接处产生同，而且各螺栓联接处产生的摩擦力集中作用在螺栓中的摩擦力集中作用在螺栓中心，并垂直于螺栓中心与底心，并垂直于螺栓中心与底板旋转中心的连线。板旋转中心的连线。联接件联接件不产生相对滑动的条件为：不产生相对滑动的条件为：ziisfzsfrfTKrrrfTKF121).(14-5)2.2.受剪螺栓联接受剪螺栓联接 在旋转力矩在旋转力矩T作用下作用下,各螺栓受各螺栓受的横向工作剪力的横向工作剪力Fs与螺栓中心到与螺栓中心到底板旋转中心的连线垂直底板旋转中心的连线垂直,计算中计算中不考虑结合面摩擦力的影响不考虑结合面摩擦力的影响,按底按底板静力平衡条件得板静力平衡条件得TrFrFrFrFziiSizSZSS 12211.根据螺栓变形协调条件，各螺栓的剪切变形量与螺栓中心到根据螺栓变