最新东北大学机械设计电子教案第二章联接

被联接件变形 变形关系
压缩δF
δL ≠ δF
压缩δF -ΔδF ΔδL =ΔδF
由图得总载荷: Q Q 'pFQ p F
24
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
b. △F =？
由图知: LF
F FF
tanLtanF
螺栓刚度: tanLQ Lp CL
被联接件刚度：tanFQFp CF
F CL F 式 中C： L 螺 栓 相(对 表 2刚 5) 度
15
2-3螺纹联接的预紧与防松
一、预紧
一、预紧—工作前拧紧 1、目的：增加螺纹联接刚度、紧密性和防松能力
2、要求：装配时控制预紧力在规定范围内 预 紧 0.8s
3、预紧力控制方法
（1）测力矩扳手
（2）定力矩扳手
（3）测螺栓伸长量 16
2-3螺纹联接的预紧与防松
二、防松
二、防松
1、目的：防止螺杆与螺母相对转动
13
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
3、紧定螺钉联接 ：固定两零件相对位置，可传不大扭矩
平端紧定螺钉
锥端紧定螺钉
14
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
二、标准联接件 1、螺纹联接件均为标准件，设计中根据需要按工程尺寸选用 2、螺纹联接件等级 GB3103.1-82规定：螺纹联接件分A、B、C三级 A级：精密配合，防振场合 B级：受载较大，常拆卸调整、变载场合 C级：一般联接
被联接件受载
预紧状态 F作用前
预紧拉力QP
预紧压力QP
工作状态 F作用后 (拉力增加) (压力下降)
总载荷 Q
wenku.baidu.com
残余预紧力Q´P
23
2-4螺纹联接的设计计算
a.总载荷Q=?; 残余预紧力Q’p=？
二、受力分析与强度计算
预紧状态 工作状态
载荷
QP作用下 QP 、F共同作用
螺栓变形 伸长δL 伸长δL +ΔδL
CLCF
CLCF
总 载 Q Q p 荷 F Q p ： C L C L C F F
25
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
讨论：总
载
荷Q： Qp
F
Qp
CL CL CF
F
QF'
F
QQp、F、CLCLCF ；
当CF
CL时
，CL CL CF
0；QQp
当CF
CL时
，CL CL CF
1；QQp
F
结论：为减小螺栓总载荷，被联接件刚度不宜太小；
（3）失效形式：a:被联件结合面出缝隙； b:螺栓塑变或被拉断 26
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
（4）设计准则：
a:保证被联件结合面不出缝隙 Q'p 0
有 一
紧 密 性 Q'p要 （ 1.5求 ~1.： 8）F 般联 F F平 波接稳 动Q Q''pp： ： （ （ 00..26~~10..06） ）F F
T
（3）设计准则 ca： 1.3dQ12p []
4
Qp 单个螺栓预紧力T
Qp
只受预紧力普通螺栓
22
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
3、受预紧力Qp和工作载荷F作用的螺栓联接（例：气缸螺栓）
（1）单个螺栓受工：作 F载 F Z荷
（2）受力分析
F
F
F
螺母未拧紧 螺母已拧紧 受工作载荷F
工作载荷F 螺栓受载
一、设计计算步骤
一、设计计算内容与步骤
1、结构设计：确定螺栓布置形式、数量 2、受力分析：确定螺栓组中受力最大螺栓和所受最大力 3、强度计算：按受力最大螺栓确定整组螺栓直径
二、受力分析与强度计算
（一）普通螺栓联接传递轴向外力
1、只受工作载荷作用的螺栓联接（工作前不预紧，例：起重吊钩）
（1） 受 力 分 析 ：Q F
东北大学机械设计电子教案第二 章联接
目录
2-0概述 2-1螺纹联接 2-2螺纹联接类型和标准联接件 2-3螺纹联接的预紧和防松 2-4螺纹联接的设计计算 2-5键联接
2
3
4
5
6
7
8
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
一、螺纹联接类型 1、螺栓联接—被联件较薄、易做成通孔处，可经常拆卸。
（1）普通螺栓：被联件孔与螺栓杆有间隙，可传横向、轴向外载 （2）铰制孔螺栓：被联件孔与螺栓杆过渡配合，只传横向外载
预 摩
紧Q 力 P ： QPd12
4
擦 力 T 矩 T： Td13
16
0.5
合成应力： c a 2 3 T 2 2 3 ( 0 . 5 ) 2 1 . 3 []
注：受拉、剪应力复合作用的螺栓，可按受纯拉伸处理, 将拉应力
加大30%计入剪应力的影响。
Qp
（2）失效形式：螺栓塑变或拉断
2、原因：设计条件下ψ≤ρv，静载、恒温条件不会松脱 变载、振动、温差大引起螺牙间摩擦力瞬时消失—松脱
3、防松方法
（1）、摩擦防松—利用辅助元件（结构）防止螺纹副间摩擦力消失
a、弹簧垫圈
b、双螺母防松
c、椭圆口自锁螺母 d、横向切口螺母 17
2-3螺纹联接的预紧与防松
二、防松
（2）、机械防松—利用防松元件约束螺纹副相对运动-冲击、变载场合 开口销与开槽螺母
（2） 失 效 形 式 ： 螺 栓 塑或变拉 断
（3） 设 计 准 则 ： F [ ] d12
4
[ ] 螺 栓 许 用 应 力Mpa;
F 工 作 载 荷N ;
21
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
2、只受预紧力的螺栓联接（工作前预紧，工作中受力不变，例：普通设备盖板）
（1）受力分析
止动垫片 18
2-3螺纹联接的预紧与防松
二、防松
（2）、机械防松—利用防松元件约束螺纹副相对运动-冲击、变载场合
圆螺母止动垫片 19
2-3螺纹联接的预紧与防松
二、防松
（3）、破坏螺纹副防松—防松可靠，冲击振动大、重要联接
冲点法：冲坏螺纹副 端焊法：端部焊死 粘结法：拧紧时涂胶
20
2-4螺纹联接的设计计算
杆孔间隙
普通螺栓
铰制孔螺栓
过渡配合面 9
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
10
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
螺栓联接：两被联接零件较薄，可做成通孔场合
11
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
2、螺钉联接 被联件之一较厚、不易做成通孔，不需经常拆卸处
12
2-2螺纹联接的类型与标准联接件
3、双头螺柱联接 被联件之一较厚、不易做成通孔，需经常拆卸处
保 证 要 求 残Q余 P ' 应预 加紧 的力 预 QP： 紧 力 QPQP ' (1CLCLCF)F
27
2-4螺纹联接的设计计算
二、受力分析与强度计算
b:保证螺栓不拉断或塑变 I:F为静载荷（考虑工作时需要补充拧紧，应计入螺纹力矩的影响）
1.3Q
d12 []