一、螺纹连接件的材料和许用应力
机械设计第05章螺栓
返回目录
前一页
后一页
退出
一、螺栓组连接的结构设计
目的：确定螺栓数目及布置形式。
要求：设计时综合考虑以下六个方面问题 1、连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何 形状，如圆形、环形、矩形、三角形等。便于对称布置螺栓， 使螺栓组的对称中心和连接接合面的形心重合，从而保证连接 接合面受力比较均匀。
为保证连接的需要，且又要防止螺纹超载而破坏，一般要
控制预紧力F0；螺栓拧紧后，预紧应力不得超过其材料的屈
服限σs的80%。
预紧力的限制
返回目录
前一页
后一页
退出
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
用测力矩扳手或定力矩扳手，对于重要的螺栓连接，也可以 采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。
返回目录
前一页
后一页
退出
二、螺纹主要参数 螺纹可分左旋和右旋。
1、大径d：公称直径。
32、、中小径径dd21：：最d 2小 直12 (径d1，强d 2度) 算动用力。、运动、几何分析中用。
返回目录
前一页
后一页
退出
4、线数n：螺纹的螺旋线数目。n≤4。 n↑→效率↑→自锁性↓，n↓→自锁性越好。 因此，常用联接的螺纹要求自锁性，一般为单线。
前一页
后一页
退出
2）工作载荷为变载荷(螺栓的疲劳强度进行精确校核)
工作载荷在0～F变化时螺栓总拉力在F0～ F2
F0
Cb
Cb Cm
F
之间变化。
如果不考虑螺纹摩擦力矩的扭转作用
螺栓的最大拉应力为： max
F2
1 4
d12
螺栓的最小拉应力为： min
螺纹连接PPT课件
F0b tgb Cb
F0
m
tgm
力
Cm
F tg b
Cb
F F tgm Ob
Cm
F Cb F Cb Cm
F0 ΔF
F1 F F2
力
θb λb
θm
Δλ
Om λm
θm λm Om
Cb
变形
称 C b C m 为螺栓的相对刚度 27
F2 与 F0、F 和F1 的关系
F Cb F
Cb Cm
如:9·8表示螺栓材料强度极限σB≈900MPa， 其屈服极限σS≈900x0.8=720MPa
螺栓、螺母在图纸中只标出性能等级，
不必标出材料牌号
48
(二)螺纹连接件的许用应力
螺纹连接件: 许用拉应力: [σ] = σs / S
许用切应力: [τ]= σS/Sτ 许用挤压应力:
对于钢: [σ]p = σs / SP 对于铸铁: [σ]p = σB / SP 安全系数S、Sτ、Sp根据载荷性质(静、变载 荷)、装配情况(松连接或紧连接)以及螺纹连接 件的材料、结构尺寸等因素决定。
p
F
F
d
2 0
4
Lmin
F d0
30
5－6 螺栓组连接的设计
一、设计步骤
1. 需要选定螺栓的数目及布置形 式； 2.确定螺栓连接的结构尺寸； 3.分析各螺栓的受力状况，找出受 力最大的螺栓进行强度校核；
4.为了便于互换，一组螺栓尽可能 采用同一规格。
31
二、螺栓组联接的结构设计
1)连接接合面的几何形状通常都设 计成轴对称的简单几何形状；
f F0
f F0
T
f F0 f F0
ri
濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书(螺纹连接和螺旋传动)【圣才出品】
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
2．防松的方法 防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。按巟作原理分为摩擦防松、机 械防松和破坏螺旋副运动关系防松。 五、螺栓组连接的受力分枂（见表 5-1-4）
7 / 57
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
1．螺纹连接件的材料
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
（1）螺纹连接件的性能等级
螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为 9 级，自 4.6 至 12.9。性能等级的代号是由点隔开
的两部分数字组成，点巠边的数字表示公称抗拉强度的 1/100（σb/100），点右边的数字表
示屈服强度戒规定非比例延伸 0.2%的公称应力不公称抗拉强度乊比值（屈强比）的 10 倍。
表 5-1-1 常用螺纹的类型、特点和应用
2 / 57
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
2．螺纹的主要参数 以囿柱普通外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，如图 5-1-1 所示。
3 / 57
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
表 5-1-4 螺栓组连接的受力分枂
8 / 57
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
六、螺纹连接的强度计算（见表 5-1-5） 表 5-1-5 螺纹连接的强度计算
七、螺纹连接件的材料及许用应力
9 / 57
圣才电子书
三、螺纹连接的预紧（见表 5-1-3） 表 5-1-3 螺纹连接预紧的要点及主要内容
四、螺纹连接的防松 1．防松的原因 （1）一般情冴下，连接螺纹都能满足自锁条件（螺纹升角小于戒等于螺旋副的弼量摩 擦角）。此外，拧紧以后螺母和螺栓头部等支承面上的摩擦力也有防松作用，螺纹连接丌会 自动松脱。 （2）在高温戒变载荷的作用下，连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小戒瞬时消失，最 终将导致连接松脱失效。为了防止连接松脱，保证连接安全可靠，设计时必须采取有效的防 松措施。
机械设计(1)
二、受剪螺栓联接的强度计算
采用铰制孔螺栓联接时，被联接件上的外载荷是靠螺栓杆的 剪切及螺栓杆与被联接件之间的挤压来传递，故联接只需较 小的F'，一般忽略不计。
h3
Fs
d0
Fs Fs
Fs Fs
h
h1 d0
h2
Fs
强度条件 F
1）螺栓杆的抗剪切条件： ）螺栓杆的抗剪切条件：
τ=
4 2）螺栓杆与孔壁接触表面的挤压强度条件为： ）螺栓杆与孔壁接触表面的挤压强度条件为：
σ=
F′ 1 πd12 4
F′ d2 tan( + ρv ) ψ 2 1 πd13 16
F'
T1
T1 τT = = WT
T3 T4
F'
一般情况
对于M10~M68普通螺栓，有如下统计规律： 普通螺栓，有如下统计规律： 对于 普通螺栓
tan ρ v = 0.17
d 2 = 1.1d1
tanψ = 0.05
Fs max =
Trmax
z
ri2 ∑
i =1
受轴向载荷Q的螺栓组联接
每个螺栓承受的工作载荷为： 每个螺栓承受的工作载荷为：
F Q
Q F= z
D p
螺纹联接
第五节 螺纹联接的强度计算
概述
普通螺栓联接在工作时，螺栓主要受轴向拉力，故又 称受拉螺栓联接。在静载荷作用下：螺栓的主要失效 形式为螺纹部分的塑性变形或断裂；在变载作用下， 螺栓的主要失效形式为疲劳断裂。 铰制孔用螺栓联接，其工作时，螺栓只承受横向载荷， 故又称受剪螺栓联接，其主要失效形式为螺栓剪断、 栓孔或孔壁压溃。
1）确定拧紧力矩
F'预紧力 预紧力 T拧紧力矩 拧紧力矩 T1螺纹阻力矩 T2螺母支承面摩擦力矩 T3螺钉头支承面摩擦力矩 T4夹持力矩
螺栓组连接强度设计
用4.6级的Q235螺柱，拧紧时控制预紧力,取1.5 ，于是（P86表5-8、P87表5-10）
[] sS 24 1 .5 0 1M 6a 0P
由强度条件得：
d1 4 1 [ .3]F 2 5.21 164 00 .26 17.2 0m 72m
查手册，取M16 （其d1=13.835>计算值12.07）。
K sT
z
f ri
i1
ca 1 d .3 1 2 F 0 /4 或d 14 1 .3 F 0 d
2）铰制孔用螺栓连接
变形量越大，则所受工作剪力越大
Fi Fmax ri rmax
Fi
Fmax rmax
ri
ri rm ax Fmax
Fi
力矩T 平 F 1r1衡 F 2r2 ： F zrz
即T ： F rm ma a(x r x 12r2 2rz2)
受力最大力 螺F ： m 栓 axL1 2 的 M L2 2 工 L m ax L 作 2 zM 拉 zL L m 2 i ax
受力最大螺栓 ：F的 2F总 0C 拉 bC bC 力 mFmax i1
ca 1 d .3 1 2 F /2 4 或d 14 1 .3 F 2 d
校核接合面的强度计算： 底板受力分析 受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图 F0
五、采用合理的制造工艺方法： 1）冷墩头部、滚压螺纹 2）氮化、氰化、喷丸等处理。
谢谢
F2 m
B1
F
C1
F2
F1
小结： 1.在实际工作中，螺栓所受的工作载荷往往是以上四中
简单形式的不同组合，但不论受力多复杂，都可以将 复杂状态简化成以上四中简单的受力状况，先分别求 螺栓的工作载荷，然后向量迭加，就可求出螺栓所受 的总工作载荷；
螺栓组连接强度设计
二、螺纹连接件的许用应力：
连接的受载情况
许用应力
受轴向载荷、横向载 荷的普通螺栓连接
s
S
铰制孔用螺栓 受横向载荷
s
S
p
s
SP
被联接件为钢
p
B
SP
被联接件为铸铁
安全系数S见P87表5-10
例
题
例1：一钢制液压缸有关尺寸如图 示，油压 32，为保证 密封性要求，螺栓间距L不得 大于4.5倍螺栓公称直径，试 设计该双头螺柱连接（确定 螺柱直径、个数及分布圆直径D0）。
4. 分布在同一圆周上的螺栓数目应取偶数; 5.避免螺栓偏心承载，而产生附加弯曲载荷;
6.同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料应尽 量一致。
螺栓组连接设计计算的一般步骤：
螺栓组受力分析
找出受力最大的螺栓,及其力的大小
；
单个螺栓受力和失效分析
单个螺栓强度计算；
确二定.螺螺栓栓组的连尺接寸的（受直力径分、析长：度）。
简单形式的不同组合，但不论受力多复杂，都可以 将
复杂状态简化成以上四中简单的受力状况，先分别 求
螺栓的工作载荷，然后向量迭加，就可求出螺栓所 受
的总工作载荷；
横向荷载+轴向载荷+翻转力矩 横向载荷+旋转力矩
2.虽然前面讲了螺栓组的四种不同外载（横向载 荷、旋转力矩、轴向载荷、翻转力矩），但对单 个螺栓而言，受力只有两种：
Tr max
z
ri2
挤压强度：p
Fmax d0Lm in
p
i1
剪切强度计算：
Fm ax
id02 / 4
3.受轴向载荷的螺栓组连接
单个螺栓的受力：
机械设计第五章
由表5-5查得接合面间的摩擦系数 f=0.16，并取
Cb 0.2 Cb Cm Cm 0.8 Cb Cm
（P84）
取防滑系数Ks=1.2，则各螺栓所需要的预紧力为
5)上面每个螺栓所受的总拉力F2按式(5-34)求得:
3.确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8 查得材料屈服极限=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5 故螺栓材料的许用应力
螺栓预紧力F0后，在工作 拉力F 的作用下，螺栓总拉力 式中F1为残余预紧力，为保证联 接的紧密性，应使 F1＞0
未拧紧
已拧紧
加载
当螺栓承受工作载荷F后： (1)被联接件的压缩力由预紧力F0，减至残余预紧力F1 (2)螺栓所受的拉力由预紧力F0增加到F2= F+ F1； 消去F1，得到 消去 螺栓相对刚度 (越小越好)
悬臵螺母和环槽螺母都是全部或局部改变螺母旋合部 分的变形性质，使之变为拉伸变形，使螺纹牙上载荷分布 趋于均匀；
内斜螺母可使载荷较大的头几圈螺纹牙容易变形，使 载荷上移而改善载荷分布不均。
(三)减小应力集中的影响 在螺栓上的螺纹、螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓 横截面突变处等应力集中较大处卸荷结构。
5-5螺栓组联接的设计
一、螺栓组联接的结构设计
螺纹联接组的设计1
第十章 螺纹、键、销解读
四、避免或减小附加应力 当螺母支承面、螺栓头部歪斜(图a、b)、被联
接件刚度不足(图c)或采用钩头螺栓时(图d)，都会 使螺栓产生偏心载荷。这时，
螺栓除受拉伸外，还受由偏载引起的附加弯曲应力， 使螺栓的工作应力大大增加,故应当尽量避免。
(2)轴向工作载荷为变载荷时螺栓强度计算
对于承受变载荷
的螺栓联接，除用式
(10-12) 进行静强度 计算外，还须进行疲
劳强度计算。当工作
载荷在0～FE间变化
时，螺栓受总拉力在Fo～ Fa间变化。此时螺栓所受
应力幅为
σa
Fa FR πd12 4
2
kb kb kc
2FE πd12
2. 螺纹联接件的许用应力
螺纹联接件的许用应力及安全系数见表10-6和 表10-7。
例 10-4 一钢制液压油缸，油缸壁厚为10 mm，
油压 p ＝1.6 MPa，D ＝160 mm，试计算油缸上盖 的螺栓联接和螺栓分布圆直径 D0 （图10-21）。 解: (1) 决定单个螺栓工作截荷FE
试取螺栓数 z＝8，则单
(5) 螺栓间距l 为
l πD0 π 220
z
8
86.4mm
由第 146 页（旧版143页）的脚注可知， 当 p ≤1.6 MPa 时，l ≤7d＝7×16＝112mm，所以选 取的D0 和 z 是合适的。
在本例题中 ，求螺纹直径时要用到许用应力 [σ]，但[σ]是与螺纹直径有关的参数，因此需采用 试算法计算、调整。这种方法在其他零件设计计 算中同样会经常使用。
Fa FR
Fo Fo
机械设计基础螺纹连接的强度计算
即
1.3F0
d12
[ ]
4
设计公式为
d1
4 1.3F0
[ ]
（2）受横向外载荷的紧螺栓联接
载荷与螺栓轴向垂直，靠被
联接件间的摩擦力传递。螺栓
内部危险截面上既有轴向预紧
力F0形成的拉应力σ，又有因螺 栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1
而形成的扭转剪应力τ。
螺栓预紧力
F0
Kf f
FR m
防偏载措施：
复习思考题
1．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 ( )。
A .三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C .锯齿形螺纹 D . 矩形螺纹
2．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且 联接不需要经常拆卸时，往往采用( )。
A 螺栓联接 B 螺钉联接 C 双头螺柱联接 D 紧 定螺钉联接
3.两被联接件之一较厚，盲孔且经常拆卸时，常用（）。 A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接
A.螺纹上的应力集中 B.螺栓杆横截面上的扭转应力 C.载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 D.螺纹毛刺的部分挤压
13.螺纹连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有 何特点？ 14.为什么螺纹连接通常要采用防松设施？常用的防松方法 和装置有哪些？ 15.常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在 何处？
（二）受剪切螺栓联接
螺栓受载前后不需预紧， 横向载荷靠源自栓杆与螺栓 孔壁之间的相互挤压传递。
➢挤压强度条件
p
FR
ds
[ p ]
➢剪切强度条件
FR
m ds2
/4
[]
四、螺栓组联接的结构设计和受力分析
工程中螺栓成组使用，单个使用极少。因此，必须研 究栓组设计和受力分析，它是单个螺栓计算基础和前提 条件。
机械设计基础-螺栓连接许用应力
3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70~100%，此法具有优质、高产、低消耗功能。
4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。
教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论
课程作业或思考题：
1、螺栓组联接受力分析中，联接受什么载荷？采用什么螺栓时，螺栓只受预紧力F′？联接受何种载荷时，螺栓同时受到预紧力F′和工作载荷F？
任课老师（职称）：周晓良（讲师）
授课对象及时间：2013级综合班、2012五年制班
授课题目（章节）：螺栓连接许用应力和安全系数
教具：多媒体
基本教材：陈立德《机械设计基础》（第四版）
课时安排：3
教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.掌握提高螺栓联接强度的措施
2.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力；
教学重点、难点#
教学后记：
教研室主任意见：
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
6~7.5
螺纹连接的许用应力见表7－8。
二、提高螺栓联接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分布不均状况
a)悬置螺母——强度↑40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）
b)环槽螺母——强度↑30%（螺母接近支承面处受拉）
c)内斜螺母——强度↑20%（接触圈减少，载荷上移）
2、螺栓和被联接件的刚度对螺栓的总拉力F0有何影响？采用什么措施可以减小螺栓的刚度和提高被联接件的刚性？
3、联接螺纹都是自锁的，为何螺纹联接中大多数联接仍采用防松措施？说明各种防松方法的原理和常用结构
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
螺纹连接和螺旋传动
pmin 0.72MPa 0
pmax p
5. 校核预紧力：
碳素钢： F0 0.6 ~ 0.7 s A1
s 240 MPa
A1
d12
4
3.1416
10.106 2 4
80.214 mm 2
F0 6520 N
0.6 s A1 11550 .8N
所以，预紧力的大小也是满足要求的。
2. 适合制造螺纹的材料
一般连接用途：
低碳钢：Q215、10号钢； 中碳钢：Q235、35号钢、45号钢；
冲击、振动、变载荷情况下：
合金钢：如15Cr、40Cr等。
特殊用途（防锈、耐高温等）：
特种钢、铜合金、铝合金等
等级8.8级以上的螺纹，材料需要热处理
二、螺纹连接件的许用应力 1．螺纹连接件的许用拉应力
每个螺栓所受轴向工作载荷为：
F F z
螺栓还承受预紧力 F0 的作用，每个螺栓所承受的总载荷 F2
F2
F0
Cb Cb Cm
F
4．受倾覆力矩螺纹连接的组的设螺计6 栓组连接
①受力最大的螺栓强度校核
作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡:
z
M Fi Li i 1
Fmax Fi Lmax Li
§5-9 螺旋传动
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和应用
螺旋传动：螺杆和螺母组成的螺旋副实现传动。 运动形式转换：回转运动转变为直线运动，同时传递动力。
4
d12
或
d1
4 1.3F2
3．承受工作剪力的紧螺栓连接
依靠铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷。螺栓杆与孔壁之 间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受 剪切。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第10~13章【圣才出品】
第10章连接10.1复习笔记【通关提要】本章介绍了零件连接形式：螺纹连接、键连接和销连接，主要阐述了螺纹的类型和几何参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接的受力分析和强度计算、螺旋传动、键连接的类型和强度计算以及销连接。
学习时需要重点掌握螺栓连接的受力分析和强度计算、键连接的强度计算，此处多以计算题的形式出现；熟练掌握螺纹和螺纹连接的类型和应用、提高螺纹连接强度的措施、键连接的类型、应用及布置等内容，多以选择题、填空题、判断题和简答题的形式出现。
复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、螺纹参数（见表10-1-1）表10-1-1螺纹的分类和几何参数二、螺旋副的受力分析、效率和自锁（见表10-1-2）表10-1-2螺旋副的受力分析、效率和自锁三、机械制造常用螺纹（见表10-1-3）表10-1-3机械制造常用螺纹四、螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件（见表10-1-4）表10-1-4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件五、螺纹连接的预紧和防松1．拧紧力矩（见表10-1-5）表10-1-5拧紧力矩2．螺纹连接的防松（见表10-1-6）表10-1-6螺纹连接的防松六、螺栓连接的强度计算（见表10-1-7）表10-1-7螺栓连接的强度计算七、螺栓的材料和许用应力1．材料螺栓的常用材料为低碳钢和中碳钢，重要和特殊用途的螺纹连接件可采用力学性能较高的合金钢。
2．许用应力及安全系数许用应力及安全系数可见教材表10-7和表10-8。
八、提高螺栓连接强度的措施（见表10-1-8）表10-1-8提高螺栓连接强度的措施九、螺旋传动螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动，其主要失效是螺纹磨损。
按使用要求的不同可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。
1．耐磨性计算（1）通常是限制螺纹接触处的压强p，其校核公式为p＝F a/（πd2hz）≤[p]式中，F a为轴向力；z为参加接触的螺纹圈数；h为螺纹工作高度；[p]为许用压强。
（2）确定螺纹中径d2的设计公式①梯形螺纹d≥2②锯齿形螺纹2d≥其中，φ＝H/d2，z＝H/P，H为螺母高度；梯形螺纹的工作高度h＝0.5P；锯齿形螺纹的工作高度h＝0.75P。
m24螺栓的许用应力
m24螺栓的许用应力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：m24螺栓是一种常用的连接元件，被广泛应用于建筑、机械、交通等领域。
在实际使用过程中，螺栓的许用应力是一个重要的参数，它直接影响着螺栓的安全性能和使用寿命。
本文将从m24螺栓的组成结构、材料特性和许用应力等方面进行详细介绍。
我们来看一下m24螺栓的组成结构。
m24螺栓通常由两部分组成：螺杆和螺母。
螺杆是主要负责承受拉伸、剪切和扭转载荷的部分，而螺母则是用来加固螺栓连接的元件。
螺栓的性能与其组成部分的材料和工艺密切相关，因此在选择和使用m24螺栓时，需要了解螺栓的组成结构和材料特性。
m24螺栓的材料特性对其许用应力有重要影响。
一般来说，螺栓的材料可以分为碳素钢、合金钢、不锈钢等多种类型。
不同的材料具有不同的强度和韧性，因此在设计和选择螺栓时，需要根据具体的使用环境和载荷要求来确定合适的材料类型。
还需要考虑螺栓的热处理工艺、表面处理和加工精度等因素，以确保螺栓的性能和可靠性。
许用应力是评估螺栓安全性能的重要指标之一。
许用应力是指螺栓在受载过程中所能承受的最大应力值，一般以单位面积的应力来表示。
根据不同的载荷类型和工作条件，可以确定不同的许用应力值，以保证螺栓在使用过程中不发生塑性变形、断裂或者松动等问题。
在设计和使用m24螺栓时，需要根据具体的情况来确定合适的许用应力，以确保螺栓连接的可靠性和安全性。
m24螺栓的许用应力是一个综合考量材料、结构和载荷等多方面因素的重要参数。
只有在充分了解螺栓的性能和使用要求的基础上，才能有效地确定合适的许用应力值，保证螺栓连接的安全可靠。
希望本文能够帮助读者更好地了解m24螺栓的许用应力，为螺栓的选择和使用提供参考依据。
第二篇示例：M24螺栓是一种常用的连接元件，广泛应用于各种机械设备、结构工程和建筑物中。
在使用过程中，螺栓可能受到各种载荷作用，如拉力、压力、剪力等。
了解M24螺栓的许用应力是至关重要的。
许用应力是指在材料抗拉强度的基础上，根据设计要求和安全系数确定的一个允许承受的最大应力值。
第5章 螺纹连接和螺旋传动b
4 d1
d1
2
4 1.3F2
2）疲劳强度公式：F在0~F之间变化
因F在0~F之间变化，则F2在F0~ F2
之间变，应力在σmax ~ σmin之间变
△F 力
max min
F2 d1
2
F F2 F 0
F1 时间 变形
4 F0
4
d1
2
a
max min
i 1 i
z
Li Lmax
Li——螺栓轴线到底板轴
线o—o的距离
2
MLmax
L
i 1
z
2
2）被连接件和底板
防止接合面被压溃： max p △ p max [ p ]
防止接合面出现缝隙：
min p △ p max 0
W—抗弯截面系数
M 而 p max W zF0 M 则 p max p A W zF M p min 0 0 A W
拧紧→产生夹紧力→接合面间的摩擦力→承受载荷 横向载荷(垂直螺栓轴心线）
平衡条件：
fF0 zi K s F
K s F F0 fzi
Ks—防滑系数 Ks=1.1~1.3 i—接合面的数目 f—接合面的摩擦系数
i=2
i=2
讨论:
若 f =0.2, z=1, i=1, Ks =1.2 ,则
F1：残余预紧力 •防止受载后接合面 产生缝隙 •根据紧密性要求选 取，见p83
螺栓的总拉力：
F2 F F1 F0 △F
Cb △F F Cb C m
Cb F0
力
△F
F F2 F0 F1
螺栓及材料和许用应力
螺栓及材料和许用应力螺栓的材料和许用应力六、螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。
(2)许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧，预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。
精确选定许用应力必须考虑上述各因素，设计时可参照表11-4选择。
表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级性能级别3.64.6 4.85.6 5.86.88.8(≤M16)8.8(＞M16)9.810.912.9螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限σb /MPa公称30040050060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服强度极限σs /MPa公称1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HB min90109113134140181232248269312365推荐材料10Q21515Q23510Q215253515Q235453535354540Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能级别4或54或54或55568或98或991012推荐材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB 注：9.8级仅适用于螺纹公称直径≤16mm 的螺栓、螺钉和螺柱。
表11-5紧螺栓联接的许用应力及安全系数许用应力不控制预紧力时的安全系数控制预紧力时的安全系数S[σ]=σs/S直径材料M6～M16M16～M30M30～60不分直径碳钢合金钢4～35～43～24～2.52～1.32.51.2～1.5注：松螺栓联接时，取：[σ]=σs/S，S=1.2～1.7。
螺纹的配合公差与材料及许用应力
螺纹的配合公差与材料及许用应力第一章螺纹一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。
根据其结构特点和用途可分为三大类：（一）、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。
普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。
（（二）、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。
（三）、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。
二、螺纹配合等级：螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。
（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B和3B 级，全部都是间隙配合。
等级数字越高，配合越紧。
在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。
等级数目越大公差越小，如图所示：1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。
2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。
3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。
4、对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。
1A级公差比2A级公差大50%，比3A级大75%，对内螺纹来说，2B级公差比2A公差大30%。
1B级比2B级大50%，比3B级大75%。
（二）、公制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、7H。
（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）在公制螺纹中，H和h的基本偏差为零。
G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。
如图所示：H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄的磷化层。
G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少用。
2、g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的公差带。
机械设计第05章螺栓
轴线上升的距离。 S= nP 7、升角 ：螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
可见，ψ↑→S↑→效率↑→自锁性↓。 8、牙形角α：螺纹牙两侧边的夹角，对称牙形，α=2β，
β：牙型侧角。
返回目录
前一页
前一页
后一页
退出
机械设计第05章螺栓
三、螺栓连接的强度计算 螺栓的失效形式： 1、受拉螺栓
失效形式：螺栓杆螺纹部分发生断裂。 设计准则：保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。
2、受剪螺栓 失效形式：螺栓杆和孔壁的贴合面上出压溃或螺栓杆被剪断。 设计准则：保证螺栓的挤压强度和剪切强度。
返回目录
前一页
后一页
退出
返回目录
前一页
后一页
退出
机械设计第05章螺栓
一、螺栓组连接的结构设计
目的：确定螺栓数目及布置形式。
要求：设计时综合考虑以下六个方面问题 1、连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何 形状，如圆形、环形、矩形、三角形等。便于对称布置螺栓， 使螺栓组的对称中心和连接接合面的形心重合，从而保证连接 接合面受力比较均匀。
返回目录
前一页
后一页
退出
机械设计第05章螺栓
（三）承受工作剪力的紧螺栓连接 这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切力来承受载荷F的。 失效形式：螺杆被剪断及螺杆或孔壁被压溃。
螺栓杆的剪切强度条件为：
挤压强度条件为：
返回目录
前一页
后一页
退出
机械设计第05章螺栓
第六节 螺纹连接件的材料及许用应力
一、螺纹连接件材料
返回目录
前一页
341农业综合知识三(农业工程与信息技术领域)考试大纲0918
海南大学硕士研究生入学考试《341-农业知识综合三-农业工程与信息技术领域》考试大纲一、考试性质农业综合知识三包括农业机械与装备、工程力学和机械设计。
农业机械与装备部分主要向学生介绍常用农业机械构造、原理、使用、调整知识;以及农机新技术、新机具、新理论;学生通过学习本课程,了解国内外农业机械化发展的历史、现状及展望;掌握各种农业机械,包括耕整机械、播种机械、栽植机械、植保机械、排灌机械、收获机械、干燥机械、清选与分级机械、加工机械等的构造原理和性能特点,操作使用及维护保养等知识;根据本地区农业作业的要求,经济地、合理地选用、配备农业机械;并具有对农业机械进行改进设计的能力。
工程力学部分属于机械工程类专业学生必修的专业基础课,在专业人才培养方案和课程体系中的地位十分重要,属重点基础课,也是辅修专业和第二专业的必修课,许多后续课程如材料力学、机械原理、液压与气动技术、机械设计、农业机械与装备、拖拉机汽车学等与工程力学密切相关;机械设计部分是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课,为学生学习后续课程及解决生产实际问题奠定基础。
本课程教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养学生实践能力方面应着重设计技能的基本训练,同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。
二、考试要求农业机械与装备部分要求考生能了解国内外农业机械化发展的历史、现状及展望;能掌握各种农业机械,包括耕整机械、播种机械、栽植机械、植保机械、排灌机械、收获机械、干燥机械等的构造原理和性能特点;能掌握以上各种农业机械和配套动力机械的操作使用及维护保养等知识;能根据本地区农业作业的要求,经济地、合理地选用、配备农业机械;并具有对农业机械进行改进设计的能力。
工程力学部分要求考生对工程力学研究内容有比较系统和比较全面的了解,认识一般物体运动和力之间的关系,熟悉刚体和质点系运动和受力的一般规律;1使学生掌握工程力学的基本知识和基础理论;培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力,为学好后续课程打下坚实基础。
05-07 螺纹连接件的材料及许用应力
螺纹连接件的材料
适合制造螺纹连接件的材料品种很多，常用材料有： （1）低碳钢：Q215、10号钢； （2）中碳钢：Q235、35、45号钢； （3）低合金钢、合金钢：15Cr、40Cr、30CrMnSi，适 用于承受冲击、振动或变载荷的螺纹连接件； （4）特种钢，适用于防锈、防磁等的螺纹连接件； （5）铜合金、铝合金，适用于导电等的螺纹连接件。
螺纹连接件的许用应力
螺纹连接件的许用应力与载荷性质（静、变载荷）、 装配情况（松连接或紧连接）以及螺纹连接件的材料、结 构尺寸等因素有关。
[许用应力] = 极限应力/安全系数 不同的材料所选用的极限应力不同： （1）塑性材料取屈服极限σS； （2）脆性材料取强度极限σB。 安全系数的可查螺纹连接的安全系数S。
M60
2.5～2 碳钢
5.7～5 5～3.4 3.4～3
合金 钢
变载荷
M6～ M16 12.5～ 8.5 10～ 6.8
M16～ M30 8.5
6.8
M30～ M60 8.5～ 12.5 6.8～ 10
1.2～1.5
1.2～1.5 (Sa=2.5～4)
பைடு நூலகம்
铰制孔用 螺栓连接
钢：Sτ=2.5,Sp=1.25 铸铁：Sp=2.0～2.5
[ ] s
S
式中：σs－－螺纹连接件材料的屈服强度极限； S －－安全系数。
螺纹连接的安全系数S
受载类型
松螺栓连接
受 的轴
普向 通
紧 螺 栓 连
及 螺横 栓向 联
载接 荷
接
不的 考简 虑化 预计 紧算 力
考力 虑的 预计 紧算
碳钢
合金 钢
螺纹传动和螺纹资料
者作用在底板上的合力为 Fm 。
螺栓的总拉力：
F2
F0
Cb Cb Cm
Fmax
F2 F1 F
螺栓组连接的设计
为防止结合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求： 受载后地基接合面压应力最大值不超过许用值，最小值不小于0；
s Pmax =s p s pmax [s P ]
MLmax
z
L2i
i 1
s Pmax
zF0 A
M W
[s P ]
s Pmin
zF0 A
M W
0
铰制孔用螺栓组
F F z
Fmax
Trmax
z
ri2
i 1
螺栓组连接受力分析
在实际使用中，螺栓组连接所受的工作载荷常常是以上4中简单受力 状态的不同组合。 可利用静力分析方法将复杂的受力状态简化成简单受力状态。 分别计算出螺栓组在简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后按向 量相加，得到每个螺栓的总工作载荷。 对普通螺栓按轴向载荷或（和）倾覆力矩确定螺栓的工作拉力，按横 向载荷或（和）转矩确定所需要的预紧力，然后求出螺栓的总拉力。 对铰制孔用螺栓，按横载荷或（向和）转矩确定螺栓的工作剪力。 求得受力最大的螺栓后，课进行单个螺栓的连接强度计算。
F
OT
ri fF0 fF0
O
1．受横向载荷
2．受转矩
3．受轴向载荷 4．受倾覆力矩
螺栓组连接的设计
1．受横向载荷的螺栓组连接 图示为由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组连接。 （1）对于铰制孔用螺栓连接（图b），每个螺栓所受工作剪力为：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
导键和滑键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的联接。
如机床变速箱中的滑移齿轮。
滑键用于轴上零件在轴上移动距离较大的场合，以免使用长导键。
滑键联接
、半圆键联接键的两侧面为工作面。
用于静联接，定心性好，装配方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于轻载荷和锥形轴端。
、楔键联接和切向键联接
楔键的上、下两面是工作面。
仅适用于传动精度要求不高，载荷平稳和低速的场合。
切向键是由一对具有斜度1﹕100的楔键组成。
切向键的上下两个相互平行的窄面为工
根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：
按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）
适于停车和低速（n<10r/min）时接合
、超越离合器
滚柱式超越离合器——可实现单向超越（或接合）
按外形分：为螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧。