1、第二篇第二篇 連接連接第五章第五章 螺紋連接和螺旋傳動螺紋連接和螺旋傳動第六章第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接第七章第七章 鉚接、焊接、膠接和過盈連接鉚接、焊接、膠接和過盈連接螺紋的類型與特點1連接概述 1 1、連接的目的、連接的目的 便于機器的制造、安裝、運輸、維修以及提高勞動生產(chǎn)率。便于機器的制造、安裝、運輸、維修以及提高勞動生產(chǎn)率。2 2、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟悉各種機器中常用的連接方法及有關(guān)連接零件的結(jié)構(gòu)、類熟悉各種機器中常用的連接方法及有關(guān)連接零件的結(jié)構(gòu)、類型、性能和應(yīng)用場合，掌握它們的設(shè)計理論和選用方法。型、性能和應(yīng)用場合，掌握它們的設(shè)計理論和選用方法。

2、3 3、連接的分類、連接的分類連接的分類連接的分類動連接動連接：靜連接靜連接：機器工作時，零部件之間可以有相對機器工作時，零部件之間可以有相對運動。例如：機械原理中，各種運動運動。例如：機械原理中，各種運動副之間的連接。副之間的連接。在機器工作中，不允許零部件之間存在機器工作中，不允許零部件之間存在相對運動的連接。（本篇討論的內(nèi)容）在相對運動的連接。（本篇討論的內(nèi)容）螺紋的類型與特點1連接概述 靜連接靜連接不可拆連接不可拆連接：至少毀壞連接中的一部分才能拆開至少毀壞連接中的一部分才能拆開 的連接。例如：鉚接、焊接等。的連接。例如：鉚接、焊接等。過盈連接：界于可拆與不可拆之間。過盈連接：界于可拆

3、與不可拆之間。可拆連接可拆連接：不需毀壞連接中的任何一個零件就可拆不需毀壞連接中的任何一個零件就可拆 開的連接。多次裝拆無損于其使用性能。開的連接。多次裝拆無損于其使用性能。 例如：螺紋連接、鍵連接、銷連接等。例如：螺紋連接、鍵連接、銷連接等。 （可拆性）（可拆性）連接概述 靜連接靜連接材料鎖合連接材料鎖合連接：在被連接件間涂敷附加材料，靠其在被連接件間涂敷附加材料，靠其 分子間的分子力將零件連接在一分子間的分子力將零件連接在一 起。起。 如膠接、釬焊等如膠接、釬焊等摩擦鎖合連接：摩擦鎖合連接：靠被連接件的壓緊，在接觸面間靠被連接件的壓緊，在接觸面間 產(chǎn)生摩擦力阻止被連接件的相對產(chǎn)生摩擦力阻止

4、被連接件的相對 移動，達(dá)到連接的目的。移動，達(dá)到連接的目的。 如受橫向如受橫向 載荷的緊螺栓連接、過盈連接等。載荷的緊螺栓連接、過盈連接等。形鎖合連接：形鎖合連接：靠被連接件或附加固定零件的形狀靠被連接件或附加固定零件的形狀 互相嵌合，使其產(chǎn)生連接作用?；ハ嗲逗?，使其產(chǎn)生連接作用。 如鉸制孔用螺栓連接、平鍵連接等。如鉸制孔用螺栓連接、平鍵連接等。（工作原（工作原理）理）第五章 螺紋連接與螺旋傳動5-1 螺紋5-2 螺紋連接的類型與標(biāo)準(zhǔn)連接件5-3 螺紋連接的預(yù)緊5-6 螺紋連接的強度計算5-5 螺紋組連接的設(shè)計5-8 提高螺紋連接強度的措施5-7 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力5-9 螺旋傳動5-

5、4 螺紋連接的防松潘存云教授研制潘存云教授研制一、螺紋的形成與分類一、螺紋的形成與分類5 51螺螺 紋紋d2螺旋線螺旋線一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動的軌跡。等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動的軌跡。螺紋螺紋一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋螺紋工件工件卡盤卡盤車刀車刀9螺紋加工方法螺紋加工方法開始退刀開始退刀退出車刀退出車刀車刀車刀車刀車刀內(nèi)退刀槽內(nèi)退刀槽外退刀槽外退刀槽退刀紋退刀紋螺紋收尾螺紋收尾10按螺紋的牙型分

6、按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制螺紋的牙型螺紋的牙型潘存云教授研制矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表

7、面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋潘存云教授研制左旋螺紋左旋螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋 一般一般: n 4PSS = 2PPS

8、PS =Pn線螺紋線螺紋: S = n P單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋螺紋副螺紋副潘存云教授研制潘存云教授研制外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的

9、旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋螺旋傳動螺旋傳動連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀

10、分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制(3)中徑中徑d2 也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。d1d2d(1)大徑大徑d 與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2) 小徑小徑 d1 與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(4) 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(5) 導(dǎo)程

11、導(dǎo)程S(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 (7)牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。tan=d2 nP 牙側(cè)角牙側(cè)角 d2SS = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距P二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)SP (8)接觸高度接觸高度 h 內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。h螺紋螺紋，同一公稱直徑可以有多種螺，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為，其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙細(xì)牙螺紋。螺紋。60Pd粗牙粗牙dP細(xì)牙細(xì)牙dP細(xì)牙細(xì)牙

12、粗牙螺紋應(yīng)用最廣粗牙螺紋應(yīng)用最廣細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、自鎖性好、強度高，升角小、小徑大、自鎖性好、強度高，缺點：缺點：不耐磨易滑扣。不耐磨易滑扣。標(biāo)記示例：標(biāo)記示例：M24(M24(粗牙普通螺紋、直徑粗牙普通螺紋、直徑2424、螺距、螺距3) 3) M24M241.5(1.5(細(xì)牙普通螺紋細(xì)牙普通螺紋, ,直徑直徑24,24,螺距螺距1.5)1.5) 設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型eaal1 1l1 1可承受橫向載荷。螺紋余留長度螺紋余留長度l1 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓孔與螺桿之孔與螺桿之間留有間隙

13、間留有間隙靜載荷靜載荷l1=(0.30.5)d;變載荷變載荷l1=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷沖擊載荷或彎曲載荷l1 d;螺紋伸出長度螺紋伸出長度a=(0.20.3)d; 螺栓軸線到邊緣的距離螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(36) mm用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。d5 52 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件d設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型螺釘連接螺釘連接座端擰入深度座端擰入深度H，當(dāng)螺孔材料為：，當(dāng)螺孔材料為：ae ee e雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 連接件厚，允許拆裝。鋼或青銅鋼或青銅 H=d;鑄鐵鑄鐵 H=(1.251.5)d鋁合金鋁合金 H=(1.

14、52.5)d螺紋孔深度螺紋孔深度 H1=H+(22.5)P;鉆孔深度鉆孔深度 H2=H1+(0.51)d;參數(shù)參數(shù)l1 、e、a與螺栓相同與螺栓相同 l1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2結(jié)構(gòu)簡單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復(fù)困難。d一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型5 52 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件設(shè)計：潘存云螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接緊定螺釘緊定螺釘一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型5 52 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件

15、螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件潘存云教授研制潘存云教授研制地腳螺栓地腳螺栓 潘存云教授研制起吊螺釘起吊螺釘 T 型螺栓型螺栓 特殊結(jié)構(gòu)的連接特殊結(jié)構(gòu)的連接28潘存云教授研制潘存云教授研制二、標(biāo)準(zhǔn)二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件螺紋連接件螺栓螺栓螺螺紋紋連連接接件件螺栓的結(jié)構(gòu)形式螺栓的結(jié)構(gòu)形式LL0d六角頭六角頭LdL0小六角頭小六角頭dL0L1LL1 座端長度座端長度L0 螺母端長度螺母端長度螺螺紋紋連連接接件件雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓二、標(biāo)準(zhǔn)二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件螺紋連接件螺螺紋紋連連接接件件末端末端結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)頭部頭部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓二、標(biāo)準(zhǔn)二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件螺紋連接件螺

16、螺紋紋連連接接件件用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。用于尺寸受限制之處。國標(biāo)羅列有余種不同結(jié)構(gòu)的螺母螺母螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母潘存云教授研制圓螺母圓螺母二、標(biāo)準(zhǔn)二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件螺紋連接件潘存云教授研制其它螺母：其它螺母：潘存云教授研制其它螺母：其它螺母：墊圈墊圈 平墊圈平墊圈薄平墊圈薄平墊圈A型平墊圈型平墊圈B型平墊圈型平墊圈螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓螺螺紋紋連連接接件件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈作用：作用：增加支撐面積以減增加支撐面積以減小壓

17、強，避免擰緊螺母擦小壓強，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。傷表面、防松。二、標(biāo)準(zhǔn)二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件螺紋連接件六角頭螺栓六角頭螺栓內(nèi)六角螺栓內(nèi)六角螺栓雙頭螺柱雙頭螺柱螺釘螺釘自攻螺釘自攻螺釘內(nèi)六角平端緊定螺釘內(nèi)六角平端緊定螺釘內(nèi)六角錐端緊定螺釘內(nèi)六角錐端緊定螺釘一字槽鋼珠緊定螺釘一字槽鋼珠緊定螺釘內(nèi)六角圓柱端緊定螺釘內(nèi)六角圓柱端緊定螺釘內(nèi)六角凹端緊定螺釘內(nèi)六角凹端緊定螺釘方頭緊定螺釘方頭緊定螺釘一字平端緊定螺釘一字平端緊定螺釘方頭緊定螺釘方頭緊定螺釘螺母與墊圈螺母與墊圈5 53螺紋連接的預(yù)緊螺紋連接的預(yù)緊預(yù)緊力：預(yù)緊力：大多數(shù)螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之大多數(shù)螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之在承

18、受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的：預(yù)緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預(yù)緊力的確定原則：預(yù)緊力的確定原則： 擰緊后螺紋連接件的預(yù)緊應(yīng)力不擰緊后螺紋連接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限得超過其材料的屈服極限s ss的的80%。 一、概述一、概述碳素鋼螺栓：碳素鋼螺栓： F0(0.6(0.60.7) s s A1合金鋼螺栓：合金鋼螺栓： F0 (0.5(0.50.6) s s

19、 A1A1 危險截面積，危險截面積， A1 d d1 12 2/4/4測力矩扳手測力矩扳手預(yù)緊力控制方法預(yù)緊力控制方法: :F F定力矩扳手定力矩扳手(1)(1)憑手感經(jīng)驗憑手感經(jīng)驗(2)(2)測力矩扳手測力矩扳手(3)(3)定力矩扳手定力矩扳手( (4)4)測定伸長量測定伸長量潘存云教授研制L LS SL LM ML LS S45擰緊力矩擰緊力矩TT1為螺旋副間的摩擦阻力矩為螺旋副間的摩擦阻力矩T2為螺母與支承面間的摩擦阻力矩為螺母與支承面間的摩擦阻力矩FLT 21TTT預(yù)緊力預(yù)緊力F0與擰緊力矩與擰緊力矩T)tan(2v201dFT202030300c231dDdDFfT20203030c

20、v202132)tan(21dDdDfdFTTT46螺母與支承面間的摩擦阻力矩螺母與支承面間的摩擦阻力矩T2螺旋副間的摩擦阻力矩螺旋副間的摩擦阻力矩T1擰緊力矩擰緊力矩D0d0ddFT02 . 0dD5 . 10dd9 . 02dd1 . 10f155. 1arctanv232412 . 01 . 0f15. 0cf47M10M64的粗牙普通螺紋的粗牙普通螺紋D0d0d重要螺栓公稱直徑大于重要螺栓公稱直徑大于M12dL15FF75048預(yù)緊力預(yù)緊力F0和擰緊力和擰緊力FdFFLT02.049擰緊后螺栓長度擰緊后螺栓長度 LM=LS+F0/Cb精確控制預(yù)緊力精確控制預(yù)緊力F0圖圖5-11 測量螺

21、栓伸長量測量螺栓伸長量螺栓原始長度螺栓原始長度 LS5 54螺紋連接的防松螺紋連接的防松防松防松防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。 防松的方法防松的方法 1. 摩擦防松摩擦防松彈簧墊圈彈簧墊圈對頂螺母對頂螺母開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲2. 機械防松機械防松圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈止動墊圈潘存云教授研制潘存云教授研制沖點防松法沖點防松法3. 破壞螺旋副運動關(guān)系的防松破壞螺旋副運動關(guān)系的防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖2至至3點點粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑5 55 5螺栓組連接的設(shè)計螺栓組連接的設(shè)計 為了便于加工制造和對稱布

22、置螺栓，保證連接結(jié)為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結(jié)合面受力均勻，通常連接接合面的幾何形狀都設(shè)計合面受力均勻，通常連接接合面的幾何形狀都設(shè)計成成一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則：基本原則：大多數(shù)機械中螺栓都是成組使用的。大多數(shù)機械中螺栓都是成組使用的。軸對稱的簡單幾何形狀軸對稱的簡單幾何形狀 圓形圓形 圓環(huán)形圓環(huán)形 矩形矩形 矩形框矩形框 三角形三角形 潘存云教授研制 螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理FF(1) 對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置個以上的螺栓，以免

23、載荷分布過于不均；成排地布置個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均；潘存云教授研制潘存云教授研制合理不合理(2)當(dāng)螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近當(dāng)螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近連接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。連接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制dhD 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距，以保證扳手空間螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距，以保證扳手空間(3)當(dāng)同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，采用抗當(dāng)同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，采用抗 剪零件來承受橫向載荷。剪零件來承受橫向載荷。潘存云教授

24、研制潘存云教授研制60CCEE60AB潘存云教授研制對于壓力容器等緊密性要求較高的重要連接。螺對于壓力容器等緊密性要求較高的重要連接。螺栓的間距不大于下表所推薦的取值。栓的間距不大于下表所推薦的取值。t0潘存云教授研制螺栓間距t0工作壓力/MPa7d 5d 4.5d 4d 3.5d 3d t0 /mm 1.6 1.6 4 410 1016 1620 2030 d 為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成 4、6、8等偶數(shù)。同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應(yīng)相同同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、

25、長度應(yīng)相同潘存云教授研制支承面傾斜支承面傾斜采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制支承面不平支承面不平5. 5. 避免螺栓承受附加的彎曲載荷避免螺栓承受附加的彎曲載荷切削加工支承面切削加工支承面支承面傾斜支承面傾斜潘存云教授研制二、螺栓組連接的受力分析二、螺栓組連接的受力分析受力分析的目的受力分析的目的: : 根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行螺栓連接的強度計算。栓及其所受的力，以便進行螺栓連接的強度計算。受力分析時所作假設(shè)受力分析時所作假設(shè): : (1)(1)所有螺栓的材料、直徑

26、、長度和預(yù)緊力均相同；所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同； (3)(3)受載后連接接合面仍保持為平面。受載后連接接合面仍保持為平面。受力分析的類型：受力分析的類型：(2)(2)螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩受橫向載荷受橫向載荷受軸向載荷受軸向載荷受傾覆力矩受傾覆力矩M（1）對于鉸制孔用螺栓連接，每個螺栓所受工作剪對于鉸制孔用螺栓連接，每個螺栓所受工作剪力為力為（2）對于普通螺栓連接對于普通螺栓連接 ，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要

27、求，有式中式中 z z為螺栓數(shù)目。為螺栓數(shù)目。1 1受橫向載荷受橫向載荷的螺栓組連接的螺栓組連接zFF0SfF ziK FKs為防滑系數(shù)，設(shè)計中可取為防滑系數(shù)，設(shè)計中可取Ks =1.11.3。潘存云教授研制鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓FFFF潘存云教授研制普通螺栓S0K FFfzi或或潘存云教授研制TO潘存云教授研制O2受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接01020zsF frF frF frK T1,zi iiFrT采用普通螺栓，是靠連接預(yù)采用普通螺栓，是靠連接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。采用鉸制孔用螺栓，是靠采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺

28、栓與孔壁的擠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。maxmax,iiFFrrmaxmax21ziiTrFrS01ziiK TFfrTrmaxFmaxr1f F0f F0r2riFi,iiFK r潘存云教授研制D3受軸向載荷的螺栓組連接受軸向載荷的螺栓組連接若作用在螺栓組上軸向總載荷若作用在螺栓組上軸向總載荷F F 作用線與螺栓軸作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為通常，各個螺栓還承受預(yù)緊通常，各個螺栓還承受預(yù)緊力力F0的作用，每個螺栓所承

29、受的的作用，每個螺栓所承受的總載荷總載荷F2為為zFF=FFCCCFFmbb02F F潘存云教授研制潘存云教授研制4受傾覆力矩的螺栓組連接受傾覆力矩的螺栓組連接單個螺栓拉力單個螺栓拉力產(chǎn)生的力矩為產(chǎn)生的力矩為F2F0 F0 p ( F 0引起引起)F2mp2( F1m引起引起)p1( F1引起引起)LiLmaxOOxxOMMMi=Fi Li 螺栓承受的載荷與距離成正比螺栓承受的載荷與距離成正比 iiLKFiimaxmaxLFLF潘存云教授研制F1m 強調(diào)是基座上的壓力Fm F2m F1 F F2 C2 單個螺栓的受力分析單個螺栓的受力分析Om 力力 變形變形 Ob 1ziiiMFL作用在底板兩

30、側(cè)的合力矩與傾覆力矩作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆力矩M平衡，即平衡，即未加傾覆力矩時，工未加傾覆力矩時，工作點在作點在A。Mi=0施加傾覆力矩施加傾覆力矩M時，時，左邊的螺栓，工作點移至左邊的螺栓，工作點移至B1 和和C1 右邊的螺栓，工作點移至右邊的螺栓，工作點移至B2 和和C2 C1 B2 B1 iiLFLFmaxmax由：iiLLFFmaxmax求得最大工作載荷ZiLMLF12imaxmaxA F0 67防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，應(yīng)校核受載后地基接合面壓應(yīng)力的最大值和最小值：應(yīng)校核受載后地基接合面壓應(yīng)力的最大值和最小值

31、：pmaxppmaxpssss0maxpppminsss地基接合面受載前由預(yù)緊力產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力地基接合面受載前由預(yù)緊力產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力AzF0ps力矩力矩M加載在地基接合面上產(chǎn)生的附加最大擠壓應(yīng)力加載在地基接合面上產(chǎn)生的附加最大擠壓應(yīng)力WMps表表5-6（P79）連接接合面材料的許用擠壓應(yīng)力）連接接合面材料的許用擠壓應(yīng)力P1. 將復(fù)雜工作載荷轉(zhuǎn)化為簡單載荷的組合。將復(fù)雜工作載荷轉(zhuǎn)化為簡單載荷的組合。2. 1 普通螺栓：普通螺栓： 1）根據(jù)軸向載荷和傾覆力矩來確定螺栓的工作拉力；）根據(jù)軸向載荷和傾覆力矩來確定螺栓的工作拉力； 2）根據(jù)橫向載荷和轉(zhuǎn)矩來確定連接所需的預(yù)緊力；）根據(jù)橫向載荷和轉(zhuǎn)矩來確定

32、連接所需的預(yù)緊力； 3）找出受總拉力最大的螺栓；）找出受總拉力最大的螺栓； 4）對受總拉力最大的螺栓進行強度計算。）對受總拉力最大的螺栓進行強度計算。2.2 鉸制孔用螺栓：鉸制孔用螺栓： 1）按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定螺栓的工作剪力；）按橫向載荷以及轉(zhuǎn)矩來確定螺栓的工作剪力； 2）找出受工作剪力最大的螺栓；）找出受工作剪力最大的螺栓； 3）對受工作剪力最大的螺栓進行強度計算。）對受工作剪力最大的螺栓進行強度計算。復(fù)雜工作載荷作用下螺栓組強度計算說明復(fù)雜工作載荷作用下螺栓組強度計算說明685 56螺紋連接的強度計算螺紋連接的強度計算螺栓組所受的載荷包括螺栓組所受的載荷包括軸向載荷軸向載荷橫向載荷橫

33、向載荷彎矩彎矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩但對其中每一個具體螺栓而言，其受載形式不外乎是但對其中每一個具體螺栓而言，其受載形式不外乎是受受軸向力軸向力或受或受橫向力橫向力。在軸向力作用下，螺栓桿和螺紋部分可能發(fā)生塑性變在軸向力作用下，螺栓桿和螺紋部分可能發(fā)生塑性變形或斷裂；形或斷裂；在橫向力作用下，螺栓桿和孔壁的貼合面上可能發(fā)生在橫向力作用下，螺栓桿和孔壁的貼合面上可能發(fā)生壓潰或螺栓桿被剪斷等；（采用鉸制孔用螺栓時）壓潰或螺栓桿被剪斷等；（采用鉸制孔用螺栓時）根據(jù)統(tǒng)計分析，在靜載荷下螺栓連接很少發(fā)生破壞，根據(jù)統(tǒng)計分析，在靜載荷下螺栓連接很少發(fā)生破壞，只有在嚴(yán)重過載時才會發(fā)生。就破壞性質(zhì)而言，約有只有在嚴(yán)重過載時才

34、會發(fā)生。就破壞性質(zhì)而言，約有90%的螺栓屬于疲勞破壞的螺栓屬于疲勞破壞。螺栓連接螺栓連接的主要失的主要失效形式效形式受拉螺栓受拉螺栓塑性變形塑性變形 螺紋部分疲勞斷裂疲勞斷裂受剪螺栓受剪螺栓 剪斷剪斷壓潰壓潰 螺桿和孔壁的貼合面斷裂斷裂螺栓連接螺栓連接的設(shè)計準(zhǔn)的設(shè)計準(zhǔn)則則受拉螺栓：受拉螺栓：受剪螺栓：受剪螺栓： 保證螺栓的靜力或疲勞拉伸保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強度強度保證連接的擠壓強度和螺栓保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度的剪切強度螺栓連接的強度計算：螺栓連接的強度計算：（1）根據(jù)連接的類型、連接的裝配情況（預(yù)緊）根據(jù)連接的類型、連接的裝配情況（預(yù)緊或不預(yù)緊）、載荷狀態(tài)等條件，確定螺栓的受或

35、不預(yù)緊）、載荷狀態(tài)等條件，確定螺栓的受力；力；（2）按相應(yīng)的強度條件計算螺栓危險截面的直）按相應(yīng)的強度條件計算螺栓危險截面的直徑（螺紋小徑）或校核其強度。徑（螺紋小徑）或校核其強度。螺栓的其他部分（螺紋牙、螺栓頭、光桿）和螺螺栓的其他部分（螺紋牙、螺栓頭、光桿）和螺母、墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強度條件及使用母、墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強度條件及使用經(jīng)驗規(guī)定的，通常都不需要進行強度計算，可按經(jīng)驗規(guī)定的，通常都不需要進行強度計算，可按螺栓螺紋的公稱直徑由標(biāo)準(zhǔn)中選定。螺栓螺紋的公稱直徑由標(biāo)準(zhǔn)中選定。潘存云教授研制一、松螺栓連接強度計算一、松螺栓連接強度計算強度條件強度條件式中式中 d1 螺紋小徑螺紋

36、小徑 mm ， 許用許用應(yīng)力應(yīng)力二、緊螺栓連接強度計算二、緊螺栓連接強度計算FF設(shè)計公式設(shè)計公式1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接2. 承承受受預(yù)緊力和工作拉力預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接的緊螺栓連接3. 承受工作剪力的緊螺栓連接承受工作剪力的緊螺栓連接421ssdF41sFd 1.3s螺栓受軸向拉力螺栓受軸向拉力F0和摩擦力矩和摩擦力矩T1的雙重作用。的雙重作用。021/ 4Fds拉應(yīng)力拉應(yīng)力1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力113T1/16TTWd0231tan()2/16Fdd022112tan()/4Fddd對于對于M10M6

37、4的普通鋼制螺紋，可取：的普通鋼制螺紋，可?。?Tan f =0.17， d2 /d1=1.04 1.08, tan 0.05 得：得： 0.5 分母為抗剪截面系數(shù)計算應(yīng)力計算應(yīng)力22ca3ss22)5 . 0( 3ss由此可見，對于M10 M64普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時，雖然同時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時，可以只考慮拉伸強度計算，并將預(yù)緊力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。0ca211.3/ 4Fdss強度條件強度條件潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制 預(yù)緊預(yù)緊 狀態(tài)狀態(tài)潘存云教授研制特別注意，螺栓總拉力：特別注意，螺栓總拉力：F2 F0+F

38、加預(yù)緊力后加預(yù)緊力后螺栓受拉伸長螺栓受拉伸長b被連接件受壓縮短被連接件受壓縮短m加載加載 F 后后:螺栓總伸長量增加為螺栓總伸長量增加為 總拉力為總拉力為 被連接件壓縮量減少為被連接件壓縮量減少為 殘余預(yù)緊力減少為殘余預(yù)緊力減少為 F1 很顯然很顯然 F1F0 被連接件放松了 +bm - - F0F0受載受載變形變形松弛松弛狀態(tài)狀態(tài)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制F2F2F2=F+F1F1F1FFmb F0F02. 受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接潘存云教授研制潘存云教授研制b連接件變形連接件變形力力螺栓變形螺栓變形力力FbFm螺栓變形螺栓變形力力F2F1

39、FF0F0F0barctanCbarctanCmmm78圖圖5-26(c) 單個螺栓連接受力變形線圖單個螺栓連接受力變形線圖螺栓剛度螺栓剛度 mF1FF2FF0力力變形變形bmm b被連接件剛度被連接件剛度b0bbtanFCm0mmtanFC螺栓總拉力：螺栓總拉力： F2= F1+F= F0+ F79 mF1FF2FF0力力變形變形bmm bmbmbtantanCCFFFFCCCFmbb由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得80FCCCFFCCCFFFFFmbm1mbb1101)(FCCCFFFFmbb002螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力螺栓總拉力螺栓總拉力 mF1FF2FF0力力變形變形bmm b螺栓的相對剛度螺栓

40、的相對剛度mbbCCC2ca211.3/ 4Fdss靜強度條件靜強度條件重要場合的螺栓連接，還應(yīng)進行疲勞強度校核。（略）重要場合的螺栓連接，還應(yīng)進行疲勞強度校核。（略）2141 .3Fds設(shè)計公式設(shè)計公式潘存云教授研制潘存云教授研制3 3承受工作剪力的緊螺栓連接承受工作剪力的緊螺栓連接螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為 螺栓桿的剪切強度條件為螺栓桿的剪切強度條件為 F 螺栓所受的工作剪力，單位螺栓所受的工作剪力，單位為為N；PP0minFd Lss 204FdLminmin鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓FFd0設(shè)計時應(yīng)使設(shè)計時應(yīng)使 Lmin1.25d0d0 螺栓剪切面的直徑（可

41、取螺螺栓剪切面的直徑（可取螺栓孔直徑），單位為栓孔直徑），單位為mm；Lmin 螺栓桿與孔壁擠壓面的最螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，小高度， 單位為單位為mm。FFFCCCFFmbb21002FFF2143 . 1212ssdFcaSsssnFFFFFFF4 . 14 . 14 . 01243 . 1212ssdFcas fziFKFsmax043 . 1210ssdFcaSsss5 57螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力一、螺紋連接件一、螺紋連接件材料材料螺栓、螺柱、螺釘常用材料：螺栓、螺柱、螺釘常用材料：Q215、Q235、35、45等碳素鋼；等碳素鋼；特殊用途特殊用途(

42、 (防磁、導(dǎo)電防磁、導(dǎo)電): ): 特殊鋼、銅合金、鋁合金等。特殊鋼、銅合金、鋁合金等。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃槁菟ā⒙葜?、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?級。級。3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9沖擊振動場合用：沖擊振動場合用：15Cr、40Cr、 30CrMnSi等合金鋼。等合金鋼。普通墊圈：普通墊圈：Q235、15、 35 彈簧墊圈：彈簧墊圈： 65Mn 選用原則：選用原則： 一般用途：通常選用一般用途：通常選用4.8級左右的螺栓，級左右的螺栓， 重要場合：要選用高的性能等級，重要場合：要選用高的性能等級， 如在壓力容器中常采用如在壓力容器中常采

43、用8.8級的螺栓。級的螺栓。螺母的性能等級分為 7級。 4 5 6 8 9 10 12二、螺紋連接件的許用應(yīng)力二、螺紋連接件的許用應(yīng)力 螺紋連接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)螺紋連接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)( (靜、變載荷靜、變載荷) )、裝配情況裝配情況( (松、緊連接松、緊連接) )、材料、結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。、材料、結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。許用拉應(yīng)力許用拉應(yīng)力 許用切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力許用切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力 S SssS SsSPPSss被連接件為鋼被連接件為鋼PBPSss被連接件為鑄鐵被連接件為鑄鐵S S, , S Sp p 安全系數(shù)，其取值詳見下頁表。安全系數(shù)，其取值詳見下頁表。潘存云教授研制螺栓連接的安全系數(shù)螺栓

44、連接的安全系數(shù)S 碳素鋼碳素鋼 54 42.5 2.52 碳素鋼碳素鋼 12.58.5 8.5 8.512.5 M6M16 M16M30 M30M60 M16M16 M16 M30 M30M60不控制不控制預(yù)緊力預(yù)緊力的計算的計算控制預(yù)控制預(yù)緊力的緊力的計算計算受載類型受載類型 靜載荷靜載荷 變載荷變載荷松螺栓連接松螺栓連接 1.21.7合金鋼合金鋼 5.75 53.4 3.43 合金鋼合金鋼 106.8 6.8 6.810 1.2 1.5 1.2 1.5(Sa=2.54 )鋼：鋼：S=2.5， Sp= 1. 25 鋼：鋼：S=3.55， Sp= 1. 5鑄鐵：鑄鐵：Sp=2.02.5 鑄鐵：

45、鑄鐵： Sp= 2.53鉸制孔用鉸制孔用螺栓連接螺栓連接受軸受軸向及向及橫向橫向載荷載荷的普的普通螺通螺栓連栓連接接緊緊螺螺栓栓連連接接5 58提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施承受軸向變載荷時，螺栓的損壞形式：承受軸向變載荷時，螺栓的損壞形式：疲勞斷裂疲勞斷裂容易斷裂部位：容易斷裂部位：一、一、降低影響螺栓疲勞強度的應(yīng)力幅降低影響螺栓疲勞強度的應(yīng)力幅軸向工作載荷軸向工作載荷F的變化范圍的變化范圍 0 FCb+ CmCbF0 F0 +F總拉伸載荷的總拉伸載荷的F2變化范圍變化范圍 Cb 或或 Cm F2變化范圍變化范圍F 提高螺栓連接強度的措施有哪些呢？65%20%15%潘存云教授研

46、制潘存云教授研制潘存云教授研制F0 m b措施一：措施一：降低螺栓剛度（降低螺栓剛度（ Cb Cb , b Cm , m m ） 措施三：措施三：綜合措施（綜合措施（ Cb Cm , F0 F0 ）F F F1 F2 F2FF m F1 bF0m F2F FF1 b F0 m bF F F1 F2 FF1FF0 bF F F1 F2 m dd潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制0.8d0.7d采用柔性結(jié)構(gòu)：加彈性元件、采用柔性結(jié)構(gòu)：加彈性元件、 或采用柔性螺栓?；虿捎萌嵝月菟ā?. 有密封要求時，采用金屬薄墊片有密封要求時，采用金屬薄墊片3. 或者采用或者采用

47、O形密封圈形密封圈宜采取措施宜采取措施:因密封采用軟墊片將降低被連接件的剛度，這時可采用 潘存云教授研制普通螺母普通螺母二、二、改善螺紋牙間的載荷分布改善螺紋牙間的載荷分布措施措施: 采用均載螺母采用均載螺母加厚螺母不能提高連接強度！加厚螺母不能提高連接強度！螺螺栓栓桿桿螺螺母母體體螺螺栓栓桿桿螺螺母母體體螺螺栓栓桿桿F Fa aF F5 5/2/2F F4 4/2/2F F3 3/2/2F F2 2/2/2F F1 1/2/2F F5 5/2/2F F4 4/2/2F F3 3/2/2F F2 2/2/2F F1 1/2/2潘存云教授研制螺螺母母體體螺螺栓栓桿桿F FF F= =F F1 1

48、+ +F F2 2+ +F F3 3+ +F F4 4+ +F F5 5F F1 1 F F2 2 F F3 3 F F4 4 F F5 5螺螺栓栓桿桿F F潘存云教授研制螺螺栓栓桿桿F F螺母體螺母體均載螺母均載原理均載螺母均載原理 螺母和螺桿均為拉伸變形，有助于減小兩者螺距變化，使受載均勻。加厚螺母加厚螺母潘存云教授研制1015懸置螺母懸置螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母1015內(nèi)斜與環(huán)槽螺母內(nèi)斜與環(huán)槽螺母均載原理相同均載原理相同螺母也受拉螺母也受拉均載均載元件元件懸置螺母懸置螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜與環(huán)槽螺母內(nèi)斜與環(huán)槽螺母鋼絲螺套鋼絲螺套加工復(fù)雜，僅限于用加工復(fù)雜，僅

49、限于用在重要場合或大型連接。在重要場合或大型連接。潘存云教授研制采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)潘存云教授研制潘存云教授研制三、減小應(yīng)力集中三、減小應(yīng)力集中1.1.增大過渡圓角增大過渡圓角2.2.切制卸載槽切制卸載槽r r此外，避免或減小附加應(yīng)力此外，避免或減小附加應(yīng)力3.3.卸載過渡結(jié)構(gòu)卸載過渡結(jié)構(gòu)要從結(jié)構(gòu)、制造與裝配精度采取措施。要從結(jié)構(gòu)、制造與裝配精度采取措施。潘存云教授研制支承面不平支承面不平切削加工支承面切削加工支承面潘存云教授研制潘存云教授研制四、采用合理的制造工四、采用合理的制造工藝藝?yán)溏咁^部、輾壓螺紋冷鐓頭部、輾壓螺紋疲勞強度提高疲勞強度提高30% 比車削 表面處理：表面處

50、理： 氰化、氮化也能氰化、氮化也能提高疲勞強度。提高疲勞強度。球面墊圈球面墊圈采用球面墊圈和采用球面墊圈和腰環(huán)螺栓可以保證螺腰環(huán)螺栓可以保證螺栓的裝配精度。栓的裝配精度。潘存云教授研制腰環(huán)螺栓腰環(huán)螺栓潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制課間休息00 0059585756555453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222120191817 161514131211 10090807060504030201050403020100 0059585756555453525150494847464544434

51、241403938373635343332313029282726252423222120191817 161514131211 100908070605040302010059585756555453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222120191817 161514131211 100908070605040302010059585756555453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222120191817 1615

52、14131211 100908070605040302010059585756555453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222120191817 161514131211 1009080706050403020100例題（例題（P92）：）：圖示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵拖架，已圖示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵拖架，已知總載荷知總載荷F=4800N，其作用線與垂直線的夾角，其作用線與垂直線的夾角=50，底板，底板高高h(yuǎn)=340mm，寬，寬b=150mm，試設(shè)計此螺栓組連接。，試設(shè)計此螺栓組連接。103h=3

53、40b=150220150=50F160M280104解：解：1）螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計）螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計h=340b=150220150=50F160M280如圖所示結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)如圖所示結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)z=4，對稱布置。，對稱布置。1053085NN 50cos4800cosvFFN 3677N 50sin4800sinhFFcmN 051071cm 15cm 16vhFFM2）螺栓受力分析）螺栓受力分析h=340b=150220150=50F160M280軸向力軸向力橫向力橫向力傾覆力矩傾覆力矩（1）螺栓組所受力和力矩）螺栓組所受力和力矩（2）在軸向力）在軸向力Fh作用下，各螺栓所受的工作拉力作用下，各

54、螺栓所受的工作拉力上面螺栓所受軸向工作載荷上面螺栓所受軸向工作載荷106N919N43677hazFF（3）在傾覆力矩）在傾覆力矩M作用下，上面螺栓所受載荷作用下，上面螺栓所受載荷N 1877N)1414(2141051072212maxmaxziiLMLFN 2796N 1877N 919maxaFFF由表由表5-5查得接合面間摩擦系數(shù)查得接合面間摩擦系數(shù)f=0.16，取，取Cb/（Cb+Cm）=0.2，Ks=1.2，則各螺栓所需的預(yù)緊力，則各螺栓所需的預(yù)緊力（4）在橫向力）在橫向力Fv作用下，底板連接面不滑移的條件作用下，底板連接面不滑移的條件107340150220105107 Ncm3

55、677 N3085 NFKFCCCzFfshmbm0)(N 6520N36778 . 016. 030852 . 1411hmbmvs0FCCCfFKzF（5）上面螺栓所受的總拉力）上面螺栓所受的總拉力F2108N 7079N 79622 . 0N 6520mbb02FCCCFF3）確定螺栓直徑）確定螺栓直徑選擇材料選擇材料Q235，性能等級，性能等級4.6的螺栓，由表的螺栓，由表5-8查得材料查得材料屈服極限屈服極限S=240 MPa，由表，由表5-10查得安全系數(shù)查得安全系數(shù)S=1.5，螺栓材料的許用應(yīng)力螺栓材料的許用應(yīng)力MPa 160MPa5 . 1240 sSss109螺栓危險截面的直

56、徑螺栓危險截面的直徑mm 6 . 8mm 16070793 . 14 3 . 1421sFd按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1962003），選用螺紋），選用螺紋公稱直徑公稱直徑d=12mm（螺紋小徑（螺紋小徑d1=10.106 mm8.6 mm）確定螺栓的公稱直徑后，確定螺栓的公稱直徑后，螺栓的類型、長度、精度以螺栓的類型、長度、精度以及相應(yīng)的螺母、墊圈等結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)底板厚度、及相應(yīng)的螺母、墊圈等結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)底板厚度、螺栓在立柱上的固定方法及防松裝置等全面考慮。螺栓在立柱上的固定方法及防松裝置等全面考慮。1104）校核螺栓組連接接合面的工作能力）校核螺栓組連接接合面

57、的工作能力340150220105107 Ncm3677 N3085 N（1）連接面下端擠壓應(yīng)力不超過許用值，防止接合面壓碎。）連接面下端擠壓應(yīng)力不超過許用值，防止接合面壓碎。WMFCCCzFAhmbm0maxp1s33333maxN/cm )2234(2341215)(121hHbyW111N 6520N/cm)2234(2341215105107)36778 . 065204()2234(1511333hmbm0maxpWMFCCCzFAs由表由表5-6查得查得p=0.5B =0.5250MPa=125MPa。 pmax p，連接接合面下端不會壓碎。，連接接合面下端不會壓碎。112（2）連

58、接面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，防止托架受力）連接面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，防止托架受力時接合面間產(chǎn)生間隙。時接合面間產(chǎn)生間隙。0MPa 7244. 0N/cm 44.7213hmbm0pminWMFCCCzFAs接合面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。接合面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。1135）校核螺栓所需的預(yù)緊力）校核螺栓所需的預(yù)緊力已知螺栓屈服極限已知螺栓屈服極限s=240 MPa ，危險截面面積，危險截面面積取預(yù)緊力下限取預(yù)緊力下限222211mm 214.80mm 106.1044dA對碳鋼螺栓要求對碳鋼螺栓要求1s0)7 . 06 . 0(AFsN8 .11550N214.80240

59、6 . 06 . 01sAs要求的預(yù)緊力要求的預(yù)緊力F0=6520 N ，小于上值，滿足要求。，小于上值，滿足要求。如圖所示的如圖所示的6個普通螺栓組連接，承受載荷個普通螺栓組連接，承受載荷F=1000N，接，接合面摩擦系數(shù)合面摩擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)，防滑系數(shù) Ks=1.2。1）試判斷哪個）試判斷哪個方案合理方案合理? 2）若改用鉸制孔螺栓組連接，結(jié)果如何？）若改用鉸制孔螺栓組連接，結(jié)果如何？F500FT200FFT2001001143）右側(cè)螺栓受到的最大載荷）右側(cè)螺栓受到的最大載荷115N 200N1610002 . 1sziFKFN 1000N10061052 . 151s ziir

60、TKF解：解：mmN 105mmN 50010005 FLT1）橫向力作用下每個螺栓的載荷）橫向力作用下每個螺栓的載荷2）轉(zhuǎn)矩作用下每個螺栓的載荷）轉(zhuǎn)矩作用下每個螺栓的載荷FTN 1200N1000N200max FFF普通螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計方案普通螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計方案I116F153.431）橫向力作用下每個螺栓的載荷）橫向力作用下每個螺栓的載荷N 200N1610002 . 1sziFKF2）轉(zhuǎn)矩作用下每個螺栓的載荷）轉(zhuǎn)矩作用下每個螺栓的載荷N 1096N5028 .11141052 . 151s ziirTKF3）右側(cè)螺栓受到的最大載荷）右側(cè)螺栓受到的最大載荷N 1278max FFF普通螺栓